TENTANG DENIA AZKIYA: LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA GERAK HARMONIS AYUNAN SEDERHANA

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

GERAK HARMONIS

AYUNAN SEDERHANA

Disusun oleh :

SITI ROKHANIAH

XI IPA2 (26)

SEKOLAH MENENGAH ATAS NEGERI 1 JETIS BANTUL

YOGYAKARTA

2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Alloh SWT. bahwa kami telah menyelesaikan tugas mata pelajaran fisika dengan membuat laporan praktikum tentang gerak ayunan sederhana yang telah kami lakukan.

Dalam penyusunan tugas atau laporan ini, tidak sedikit hambatan yang kami hadapi. Namun kami menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan laporan ini tidak lain berkat bantuan, dorongan dan bimbingan bapak guru, sehingga kendala-kendala yang penulis hadapi teratasi.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi pihak yang membutuhkan, khususnya bagi kami sehingga tujuan yang diharapkan dapat tercapai, Amiin.

Yogyakarta, 21 November 2011

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ..........

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... ..........

A. Latar Belakang ............................................................................................... ..........

B. Rumusan Masalah ......................................................................................... ..........

C. Tujuan ........................................................................................................... ..........

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... ..........

A. Dasar Teori ..................................................................................................... ..........

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................... ..........

A. Alat dan Bahan .............................................................................................. ..........

B. Cara Kerja ...................................................................................................... ..........

C. Jadwal Peneltian ............................................................................................ ..........

BAB IV PEMBAHASAN ...................................................................................... ..........

A. Hasil Pengamatan ......................................................................................... ..........

B. Pembahasan ................................................................................................... ..........

BAB V PENUTUP ................................................................................................. ..........

A.Kesimpulan .................................................................................................... ..........

B.Kritik dan Saran ............................................................................................. ..........

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ ..........

LAMPIRAN ............................................................................................................ ..........

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari yang ada dari diri kita sendiri seperti gerak yang kita lakukan setiap saat, energi yang kita pergunakansetiap hari sampai pada sesuatu yang berada diluar diri kita, salah satu contohnya adalah permainan ditaman kanak-kanak, yaitu ayunan. Sebenarnya ayunan ini juga dibahas dalam ilmu fisika, dimana dari ayunan tersebut kita dapat menghitung perioda yaitu selang waktu yang diperlukan beban untuk melakukan suatu getaran lengkap dan juga kita dapat menghitung berapa besar gravitasi bumi di suatu tempat.

Pada percobaan ini, ayunan yang dipergunakan adalah ayunan yang dibuat sedemikian rupa dengan bebannya adalah bandul fisis.

Pada dasarnya percobaan dengan bandul ini tadak terlepas dari getaran, dimana pengertian getaran itu sendiri adalah gerak bolak balik secara periodia melalui titik kesetimbangan. Getaran dapat bersifat sederhana dan dapat bersifat kompleks. Getaran yang dibahasntentang bandul adalah getaran harmonik sederhana yaitu suatu getaran dimana resultan gaya yang bekerja pada titik sembarangan selalu mengarah ke titik kesetimbangan dan besar resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang ketitik kesetimbangan tersebut.

B. Rumusan Masalah

Bagaimana mencari nilai percepatan gravitasi bumi di suatu tempat dengan menggunakan bandul dan apakah nilai tersebut sesuai dengan nilai konstanta percepatan gravitasi bumi (g = 9.8 m/s²) atau tidak ?

C. Tujuan

Berdasarkan permasalahan yang ada, maka tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengamati perioda osilasi bandul dan kemudian menentukan besar percepatan gravitasi bumi di suatu tempat,Menentukan hubungan antara waktu getardan panjang ayunan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Karenanya kita menyebutnya gerak harmonis sederhana. Banyak jenis gerak lain (osilasi dawai, roda keseimbangan arloji, atom dalam molekul, dan sebagainya) yang mirip dengan jenis gerakan ini, sehingga pada kesempatan ini kita akan membahasnya secara mendetail.

Dalam kehidupan sehari-hari, gerak bolak balik benda yang bergetar terjadi tidak tepat sama karena pengaruh gaya gesekan. Ketika kita memainkan gitar, senar gitar tersebut akan berhenti bergetar apabila kita menghentikan petikan. Demikian juga bandul yang berhenti berayun jika tidak digerakan secara berulang. Hal ini disebabkan karena adanya gaya gesekan. Gaya gesekan menyebabkan benda-benda tersebut berhenti berosilasi. Jenis getaran seperti ini disebut getaran harmonik teredam. Walaupun kita tidak dapat menghindari gesekan, kita dapat meniadakan efek redaman dengan menambahkan energi ke dalam sistem yang berosilasi untuk mengisi kembali energi yang hilang akibat gesekan, salah satu contohnya adalah pegas dalam arloji yang sering kita pakai. Pada kesempatan ini kita hanya membahas gerak harmonik sederhana secara mendetail, karena dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis gerak yang menyerupai sistem ini.

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus.

Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia.

Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom.

Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut:

Setiap massa menarik massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut.

$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} = m_1 g$

F adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut

G adalah konstanta gravitasi

m₁ adalah besar massa titik pertama

m₂ adalah besar massa titik kedua

r adalah jarak antara kedua massa titik, dan

g adalah percepatan gravitasi $G \frac{m_2}{r^2}$

Dalam sistem internasional,

F diukur dalam newton (N), m₁ dan m₂ dalam kilograms (kg), r dalam meter (m), dsn konstanta G kira-kira sama dengan 6,67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².

Dari persamaan ini dapat diturunkan persamaan untuk menghitung Berat. Berat suatu benda adalah hasil kali massa benda tersebut denganpercepatan gravitasi bumi. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:

W

=

mg

. W adalah gaya berat benda tersebut, m adalah massa dan g adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi ini berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain.

GERAK HARMONIS SEDERHANA

Gerak harmonis sederhana yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana. Kita akan mempelajarinya satu persatu. Gerak Harmonis Sederhana pada Ayunan

Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.

Besaran fisika pada Gerak Harmonik Sederhana pada ayunan sederhana

Periode (T)

Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode alias waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.

Pada contoh di atas, benda mulai bergerak dari titik A lalu ke titik B, titik C dan kembali lagi ke B dan A. Urutannya adalah A-B-C-B-A. Seandainya benda dilepaskan dari titik C maka urutan gerakannya adalah C-B-A-B-C.

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

1. Beban 50 gram dan 100 gram

2. Benang 120 cm

3. Mistar panjang

4. Stopwatch

5. Kertas Grafik

6. Statip

B. Langkah Kerja

1. Gantungkan tali sepanjang 120 cm pada statip

Ayunkan beben dengan simpangan 5 cm, tentukan waktu untuk 20 getaran. Catat dan masukkan ke dalam table data, pada lembar data yang telah tersedia. Ambil massa beban 50 gr

2. Ulangi langkah no.1 dengan mengubah panjang tali 110 cm, 100 cm, 90 cm, dan 80 cm. catat pula hasilnya ke dalam data pada lembaran data Anda

3. Ulangi langkah no.1 dan no.2 dengan mengubah massa beban menjadi 100 gr.

4. Jika titik O adalah titik keseimbangan ayunan dan titik P adalah simpangan terjauh beban, maka perhitungan 1 getaran adalah diawali dari P melalui O ketitik yang lain Q (misalnya) kembali melalui O dan berakhir di titik P lagi )lihat gambar diatas).

5. Tebtukan periode untuk masing-masing ayunan

6. Tentukan pula harga T² dan 1/T²

7. Tentukan harga percepatan grafitasi g dengan rumus :

T² = 4

A. Jadwal Penelitian

Hari,Tanggal	Kegiatan
Selasa, 15 November 2011	Melakukan penelitian atau praktikum
16 – 17 November 2011	Membuat laporan
Selasa, 22 November 2011	Pengumpulan laporan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Massa beban = 50 gr, jumlah getaran = 10 x ayunan

No.	Panjang Tali (cm)	Waktu untuk 10 ayunan (detik)	Periode (T)	T²	1/T²	g (cms²)
1.	120	22	2,2	4,84	1 /4,84	9,77
2.	110	21	2,1	4,41	1 /4,41	9,83
3.	100	20	2,0	4,0	1 /4	9,85
4.	90	19	1,9	3,61	1 /3,61	9,75
5.	80	18	1,8	3,24	1 /3,24	9,73

Massa beban = 100 gr, jumlah getaran = 10 x ayunan

No.	Panjang tali (cm)	Waktu untuk 10 ayunan (detik)	Periode (T)	T²	1/T²	g (m/s²)
1.	120	22	2,2	4,84	1 /4,84	9,77
2.	110	21	2,1	4,41	1 /4,41	9,83
3.	100	20	2,0	4,0	1 /4	9,85
4.	90	19	1,9	3,61	1 /3,61	9,75
5.	80	18	1,8	3,24	1 /3,24	9,73

B. Pembahasan

Dari percobaan yang telah dilakukan mendapatkan hasil Percepatan gravitasi pada percobaan pertama dengan mengganti panjang tali menghasilkan lima hasil seperti yang terdapat dalam tabel di atas dan hasil tersebut sangatlah tidak meyimpang terlalu jauh dari percepatan gravitasi yang sudah diputuskan 9,8 karena setelah saya rata rata hasilnya 9,9 yaitu mendekati rumus yang sudah ditentukan Dari data yang kami peroleh dan dihitung dengan menggunkan rumus

Dari hasil seperti pada tabel menunjukkan bahwa semakin panjang tali maka semakin besar pula periode tersebut. Sedangkan perubahan massa benda tidak dialami dengan bertambahnya periode bahkan bertambahnya massa periode selalu tetap sama.

1. Pada panjang tali 120 cm diperoleh periode 2.2 s dengan percepatan gravitasi 9.76 m/s²

T =

g= 1.2

= 1.2 x 8.14 = 2.2

= 9.76 cm/s²

2. Pada panjang tali 110 cm diperoleh periode 2.1 s dengan percepatan gravitasi 9.83 m/s²

T =

g= 1.1

= 1.1 x 8.94 = 2.1

= 9.83 cm/s²

3. Pada panjang tali 100 cm diperoleh periode 2.0 s dengan percepatan gravitasi 9.85 m/s²

T =

g= 1.0

= 1.0 x 9.85 = 2.0

= 9.85 cm/s²

4. Pada panjang tali 90 cm diperoleh periode 1.9 s dengan percepatan gravitasi 9.80 m/s²

T =

g= 0.9

= 0.9 x 10.89 = 1.9

= 9.80 cm/s²

5. Pada panjang tali 80 cm diperoleh periode 1.8 s dengan percepatan gravitasi 9.73 m/s²

T =

g= 0.8

= 0.8 x 12.17 = 1.8

= 9.73 m/s²

Hasil percepatan gravitasi yang di peroleh tidak berbeda jauh dari percepatan gravitasi yang sudah diputuskan 9,8 m/s² karena setelah di rata-rata hasilnya 9.79 m/s² yaitu mendekati rumus yang sudah ditentukan.

BAB V

KESIMPULAN

A. Kesimpulan

Setelah melakukan dua percobaan, didapatkan dua kesimpulan mengenai pengaruh massa benda dan panjang tali terhadap besarnya periode (T), yaitu sebagai berikut :

1. Pada percobaan pertama diperoleh kesimpulan mengenai hubungan antara massa benda dengan besarnya periode. Percobaan ini dilakukan dalam 5 tahap dengan menggunakan massa yang sama yaitu 50 gr dengan panjang tali yang berbeda sebanyak 5 variasi beban disetiap tahapnya yaitu 120 cm, 110 cm, 100 cm, 90 cm dan 80 cm. Dari hasil percobaan tersebut diperoleh besar periode pada tiap tahapnya. Ternyata besarnya periode pada semua beban yang bervariasi tersebut relatif sama besar. Sehingga dapat disimpulkan bahwa massa benda tidak mempengaruhi besarnya periode.

2. Pada percobaan kedua diperoleh kesimpulan mengenai hubungan antara panjang tali dengan besarnya periode. Percobaan ini juga dilakukan dalam 5 tahap dengan menggunakan massa benda yang sama besar yaitu 100 gr dengan panjang tali yang berbeda sebanyak 5 variasi panjang disetiap tahapnya yaitu 120 cm, 110 cm, 100 cm, 90 cm dan 80 cm. Dari hasil percobaan tersebut diperoleh besar periode ditiap tahapnya. Ternyata besarnya periode pada semua panjang tali yang bervariasi tersebut berbeda-beda, semakin panjang tali, semakin besar periodenya. Sehingga dapat disimpulkan bahwapanj ang t ali me mpengaruhi besarnya periode.

Kedua percobaan diatas juga didukung dengan tingkat ketelitian yang tinggi yang berkisar antara 100% yang sesuai dengan hasil analisis data sehingga dapat menjamin bahwa data hasil pengamatan tidak terjadi kesalahan dalam penghitungannya.

B. Saran

Dalam melakukan percobaan tersebut harus teliti dan cermat dalam mengamati waktu dan menghitung getaran yang terjadi. Karena akan mempengaruhi periode yang dihasilkan. Jika dalam perhitungan periode terjadi kesalahan maka akan berpengaruh pada besarnya percepatan gravitasinya.

DAFTAR PUSTAKA

Supiyanto, 2005. Fisika SMA XI Kurikulum 2004. Jakarta : Erlangga.

http://organisasi.org/pengertian-getaran-dan-penjelasan-dasar-frekuensi-periode-dan amplitudo-ilmu-pengetahuan-fisika

http://alljabbar.wordpress.com/2008/04/22/getaran/

http://alljabbar.wordpress.com/2008/04/25/gelombang/

moesaimoet.blogspot.com/2011/04/laporan-percobaan-melde-getaran-pada.html

http://gampangingat.wordpress.com/2010/03/06/contoh-laporan-fisika-mengenai-bandul/

http://www.scribd.com/doc/13243227/Materi-Smp-Kelas-8-Bab-v-Getaran-dan-Gelombang

http://id.wikipedia.org/wiki/Gerak_harmonik_sederhana

http://id.wikipedia.org/wiki/Getaran