Bandul Fisis [PDF]

Citation preview

BANDUL FISIS Imam Maulana Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Prof. DR. Hamka, Jakarta. Jalan Tanah Merdeka, Kp. Rambutan, Psr. Rebo, Jakarta Timur 13830 Tel: 62-21-8400341, Fax: 62-21-8411531, Email: [email protected] ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mencari besarnya nilai sebenarnya percepatan gravitasi yang terdapat di Laboratorium Fisika Universitas Muhammadiyah Prof. DR. Hamka. Berdasarkan hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah nilai gravitasi yang didapatkan dalam percobaan dengan nilai gravitasi menurut literatur akan berbeda. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Berdasarkan penelitian dapat disimpulkan bahwa nilai gravitasi yang terdapat di Laboratorium Fisika Universitas Muhammadiyah Prof. DR. Hamka, Pasar Rebo lebih besar dibandingkan dengan nilai gravitasi menurut literatur. Keyword: Bandul Fisis, Gravitasi, Periode. 1.



PENDAHULUAN



selanjutnya dapat diuji lagi melalui



Kejadian-kejadian



maupun



percobaan-percobaan



selanjutnya.



fenomena-fenomena alam yang terjadi



Dalam melakukan uji coba terhadap



dalam kehidupan sehari-hari sangat



teori yang sudah ada percobaan fisika



erat kaitannya dengan ilmu fisika.



dapat



Untuk



hakikat



Namun ketika melakukan percobaan



fenomena yang terjadi tersebut, fisika



di laboratorium pengaruh dari keadaan



menggunakan patokan teori dan hasil



lingkungan di sekelilingnya pastinya



eksperimen



sebagai



untuk



akan menemukan sedikit perbedaan.



pembuktian



akan



yang



Sehingga tidak mudah bagi seseorang



membuktikan



bukti



fenomena



dilakukan



di



terjadi. Dengan menggunakan metode



yang



ilmiah, fenomena di alam melalui



laboratorium atau di lapangan untuk



proses percobaan



mendapatkan data yang diharapkan



menghasilkan



yang kemudian



teori.



Teori



ini



melakukan



laboratorium.



benar-benar



sesuai



percobaan



dengan



di



teori.



1



Berbagai



faktor



mempengaruhi



percobaan seperti: gaya gravitasi, suhu,



kelembaman,



kebisingan,



ketinggian, dan lain sebagainya. Oleh



sebab



itu



dari



dasar



penjabaran penjelasan tersebut dalam percobaan ini pula ingin membuktikan seberapa besar gravitasi yang didapat di



suatu



tempat.



Dimana



pada



percobaan kali ini dilakukan di dalam



Pada bandul fisis untuk sudut ayunan



laboratorium dengan menggunakan



yang relatif kecil (5 sampai dengan



alat bandul fisis sebagai alat peragaan



15) berlaku persamaan:



untuk mendapatkan besarnya harga



..................... (1)



percepatan gravitasi. Kemudian yang nantinya akan dibandingkan hasilnya dengan hasil yang sudah tertera dalam teori sebagai salah satu cara untuk



Dimana I adalah momen kelembaman terhadap sumbu poros penggantung (poros ayunan). Dengan memakai teori sumbu sejajar



menguji hasil teori.



maka akan diperoleh: 2.



TEORI Bandul fisis atau bisa juga



Maka persamaan (1) menjadi:



disebut ayunan fisis adalah ayunan yang paling tinggi sering dijumpai, karena pada ayunan ini massa batang penggantung tidak diabaikan seperti halnya



pada



ayunan



matematis.



Bandul fisis terdiri dari 1 batang logam sebagai penggantung dan beban logam yang berbentuk silinder. (lihat gambar).



..................... (2) Dimana: = Periode ayunan. = Radius girasi terhadap pusat massa gabungan C. = Jarak pusat massa gabungan C dengan poros ayunan A. Dari gambar tadi dapat dilihat bahwa , dan: ............................ (3)



2



Dimana: =



partikel yang mempunyai massa di Massa



batang



alam



lempeng



semesta.



Fisika



modern



mendeskripsikan



logam.



menggunakan



= Massa keping atau beban



gravitasi Teori



Relativitas



Umum dari Einstein, namun hukum



logam beserta sekrupnya. = Jarak pusat massa beban D



gravitasi universal Newton yang lebih



dengan pusat massa batang



sederhana merupakan hampiran yang



B (berada di tengah-tengah



cukup



batang)



kasus. Sebagai contoh, bumi yang



akurat



dalam



kebanyakan



memiliki massa yang sangat besar



= Jarak pusat massa beban D



menghasilkan gaya gravitasi yang



dengan pusat massa gabungan C.



sangat besar untuk menarik benda-



= Jarak pusat massa beban D



benda



dengan poros ayunan A.



di



sekitarnya,



termasuk



makhluk hidup dan benda-benda yang Dengan demikian persamaan (2) dapat



ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga



ditulis:



menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti asteroid, meteor, dan



................ (4)



benda Jika posisi



dirubah-rubah,



maka akan diperoleh harga , yang berbeda. Misalnya pada



posisi



diperoleh



maka



dan



satelit buatan manusia.



3.



KERANGKA BERPIKIR



akan



Bandul



fisis



merupakan



ayunan yang sederhana paling tinggi



, maka



sering dijumpai. Karena pada ayunan



.



ini massa batang penggantung tidak



dan



yang



diabaikan



dimasukkan



kedalam



akan diperoleh



dan



Jika harga itu



termasuk



, apabila



dipasang pada posisi



berbeda



lainnya,



dan dipasang



,



angkasa



,



persamaan (4) maka akan diperoleh.



seperti



pada



ayunan



matematis. Pada percobaan ini akan mencari



besarnya



nilai



gravitasi.



Dimana gravitasi adalah gaya tarik



...... (5)



menarik yang terjadi antara semua



Dimana:



partikel yang mempunyai massa di



= Percepatan gravitasi (



alam semesta. Sebagai contoh, bumi Gravitasi



adalah



gaya



tarik-



menarik yang terjadi antara semua



yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gravitasi yang 3







sangat besar untuk menarik benda-



nilai gravitasi yang didapatkan



benda di sekitarnya, seperti makhluk



dalam percobaan dengan nilai



hidup maupun benda-benda yang ada



gravitasi menurut literatur akan



di bumi. Selain itu gaya gravitasi yang



berbeda.



dihasilkan bumi juga dapat menarik benda-benda yang ada di luar angkasa,



5.



METODOLOGI PENELITIAN



seperti meteor, asteroid dan benda-



Penelitian bandul fisis ini



benda angkasa lainnya termasuk juga



dilakukan di Laboratorium Fisika



satelit buatan manusia.



Universitas Muhammadiyah Prof. DR.



Percobaan



menggunakan



Hamka, Pasar Rebo, Jakarta Timur.



sistem alat bandul fisis dalam mencari



Dengan objek penelitiannya adalah



besarnya nilai percepatan gravitasi,



gravitasi



yang terdiri dari satu batang logam



laboratorium



sebagai penggantung dan beban logam



metodoligi yang digunakan dalam



yang berbentuk silinder. Kemudian



penelitian



hasil data yang didapatkan berupa



eksperimen



waktu



perhitungan secara kuantitatif. Sumber



yang



ini



diperlukan



untuk



yang



terdapat



tersebut.



ini di



adalah



pada Adapun



berbentuk



laboratorium



dan



banyaknya n ayunan pada setiap



data



sudutnya. Selanjutnya dari waktu yang



penelitian yaitu didapatkan dari hasil



didapatkan



waktu



tersebut



dapat



dicari



yang



diperoleh



yang



dari



diperlukan



hasil



untuk



periodenya dengan membagi waktu



banyaknya n ayunan pada setiap



dengan banyak n ayunan. Dan terakhir



sudutnya.



dapat



dicari



gravitasi



yang



besarnya



percepatan



dihasilkan



dengan



rumus:



6.



HASIL PENELITIAN Data Hasil: a.



Gravitasi yang dihasilkan pada setiap-tiap sudut



4.



HIPOTESIS Berdasarkan landasan teori



No



Sudut



1.



6,15%



93,85%



2.



3,3%



96,7%



3.



2,8%



97,2%



dan kerangka berpikir yang telah diuraikan di atas, maka hipotesis dari penelitian ini dirumuskan sebagai berikut: 4



b.



Grafik perbandingan gravitasi dan sudut



KESIMPULAN DAN MANFAAT 7.1 Kesimpulan



Grafik Perbandingan Gravitasi dan Sudut Gravitasi (m/s2)



7.



Dari



percobaan



yang



telah dilakukan dengan data-data



10,5



yang telah diperoleh maka dapat



10



disimpulkan beberapa hal sebagai



9,5



berikut:



9



1. 5⁰



10⁰



15⁰



Bandul



fisis



merupakan



ayunan yang sederhana, itu



Sudut



sebabnya sudut yang diambil untuk melakukan penelitian Dari hasil grafik di atas menggambarkan



bahwa



ada



ini adalah sudut yang kecil. 2.



Dalam percobaan kali ini



pengaruh besarnya sudut terhadap



didapatkan



besarnya percepatan gravitasi.



percepatan gravitasi di setiap



besarnya



nilai



sudutnya berbeda-beda. Yaitu c.



Perbandingan terhadap literatur



pada sudut



,



Kesalahan Hasil



dan



Terhadap



.



Literatur



Sehingga



dapat dikatakan bahwa ada



Percobaan



pengaruh



2,75%



besarnya



sudut



terhadap besarnya percepatan



Literatur



gravitasi. 3. Perbedan



ini



Hasil



perbandingan



antara



dapat



nilai gravitasi yang di dapat



terjadi karena beberapa faktor



dari hasil penelitian dengan



lingkungan maupun faktor alat



nilai



serta faktor human itu sendiri



literatur



yang dapat membedakan hasil



kesalahan sebesar 2,75%. Hal



tersebut walau hasil perbedaannya



ini



tidak terlalu signifikan.



beberapa faktor lingkungan



gravitasi



menghasilkan



dapat



maupun



menurut



terjadi



faktor



alat



karena



serta 5



faktor humannya yang dapat



sebagai tolak ukur penulis dari



membedakan hasil tersebut



pembelajaran yang selama ini



walau



telah dilakukan.



hasil



perbedaannya



tidak terlalu signifikan. 7.2 Manfaat



DAFTAR PUSTAKA Bagi penulis, karya tulis



ilmiah



ini



pengetahuan



dapat



menambah



dan



pengalaman



1.



Modul Praktikum Fisika Dasar I. 2012. Jakarta: UHAMKA.



2.



Tipler, Paul A. 1991. Fisika untuk



mengenai bandul fisis sekaligus



Sains dan Teknik Jilid 1. Jakarta:



sebagai bahan-bahan menerapkan



Erlangga.



ilmu yang didapat di program studi



pendidikan



3.



Sears, Francis Weston dan Mark



fisika



W. Zemansky. 1982. Fisika untuk



Universitas Muhammadiyah Prof.



Universitas 1: Mekanika. Panas.



DR. Hamka yang pada akhirnya



Bunyi.



Bandung:



Binacipta.



6