Laporan Resmi Praktikum Fisika Dasar [PDF]

Citation preview

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA DASAR



KODE: M - 15 JUDUL PERCOBAAN BANDUL FISIS



DI SUSUN OLEH:



NAMA NIM JURUSAN / PROGRAM STUDY KELAS HARI PRAKTIKUM KE ASISTEN



: HERWIYANA AZALEA PUTRI : 24040120130095 : Fisika :A NO REGU : 11 : Sabtu TANGGAL : 21 November 2020 :8 JAM : 15.00 – 16.00 : Ihsan Fadilah



LABORATORIUM FISIKA DASAR UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG



1. Tentukan besaran (observabel) fisis apa saja yang dapat anda amati /ukur secara langsung terkait dengan besaran yang hendak anda cari dalam percobaan anda (10 poin).



Tabel 1.1 Besaran Pokok Kalor Lebur No



Besaran



Satuan



Lambang



Dimensi



1.



Panjang



m



𝑙



[𝐿]



2.



Waktu



s



t



[T]



Halaman | 1



2. Gambarkan set-up eksperimen dalam peralatan yang akan anda lakukan dan berilah keterangan gambar dari set-up eksperimen anda (20 poin) .



Gambar 2.1 Set-Up Alat Percobaan Bandul Fisis Keterangan: 1. Batang berlubang segai bahan yang digunakan untuk diukur periodenya. 2. Meteran berfungsi untuk mengukur panjang dari batang berongga. 3. Stopwatch berfung untuk mengukur/ menghitung waktu pada batang berongga dalam melakukan osilasi. 4. Statif Penyangga berfungsi sebagai alat untuk menggantungkan batang berongga.



Halaman | 2



3. Berdasarkan persamaan persamaan yang ada dalam buku petunjuk praktikum, jabarkan perumusan persamaan yang akan anda gunakan untuk mendapatkan hasil hasil yang akan anda cari dalam eksperimen (nilai : 40 poin). 3.1 Rumus Percepatan Gravitasi



Ʃτ = Iα Ʃτ = I



(3.1)



𝑑²𝜃



(3.2)



𝑑𝑡²



Ʃτ = ml²



𝑑²𝜃



(3.3)



𝑑𝑡²



Ʃτ = −𝑚 𝑔 𝑙 𝑠𝑖𝑛 θ , θ » maka Ʃτ = −𝑚 𝑔 𝑙 θ



(3.4)



Membandingkan persamaan (3.3) dengan (3.4)



−𝑚𝑔𝑙𝜃 = 𝑚𝑙² 𝑑²𝜃 𝑑𝑡²



𝑔



𝑔



2𝜋



𝑙



𝑇



𝑙



=



g=



(3.7)



2𝜋



(3.8)



𝑇



4𝜋²



=



(3.9)



𝑇² 4𝜋² 𝑇²



(3.5) (3.6)



𝑙



𝑔



𝑙



𝑑𝑡²



+ .θ=0



ω² = ; ω =



𝑔



𝑑²𝜃



l



(3.10)



3.2 Turunan Parsial 𝑑𝑔 𝑑𝑙 𝑑𝑔 𝑑𝑇



4𝜋2 𝑙



= =



𝑑( 2 ) 𝑇 𝑑𝑙



=



4𝜋²



𝑑(4𝜋2 𝑙𝑇ˉ²) 𝑑𝑇



𝑇²



=



;8𝜋²𝑙 𝑇³



3.3 Ralat Pengamatan



ΔT =



Ʃ(𝑇;𝑇 )² 𝑛(𝑛;1)



Halaman | 3



3.4 Ralat Perambatan 𝑑𝑔



Δg =



𝑑𝑙



Δl



2



+(



𝑑𝑔 𝑑𝑇



ΔT)²



3.5 Ralat Bobot



g=



𝑔₁ 𝑔₂ 𝑔₃ 𝑔₄ 𝑔₅ 𝑔₆ 𝑔₇ : : : : : : Δ𝑔₁2 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇² 1 1 1 1 1 1 1 : : : : : : Δ𝑔₁2 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇²



Δg =



1 1 1 1 1 1 1 1 : : : : : : Δ𝑔₁2 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇²



Keterangan: τ



= Momen Gaya (Nm)



I



= Momen Inersia (kg.m2)



α



= Percepatan Sudut (rad/s2)



m



= Massa (kg)



l



= Panjang (m)



t



= Waktu (s)



ω



= Kecepatan Sudut (rad/s)



T



= Periode (s)



G



= Percepatan gravitasi (m/s2)



Halaman | 4



4. Sajikan data ke dalam tabel berikut dari hasil - hasil percobaan anda tambah/kurangi kolom yang saudara anngap perlu (nilai : 30 poin). 5. Gambarkan grafik sesuai dengan data diatas pada kertas grafik yang tersedia (gunakan millimeter Tabelyang 4.1 Data M – 15 Bandul Fisis blok)Ingat, pemilihan sumbu benarPengamatan akan sangatPercobaan mempengaruhi grafik linier yang anda buat.. (nilai: 40 poin). 15 Osilasi 20 Osilasi Panjang Nomor Batang (m) t1(s) t2 (s) t3 (s) t1(s) t2 (s) t3 (s) 1



0,7



19.87



19.95



20.08



27.09



26.88



26.96



2



0,65



19.68



19.7



19.82



26.89



26.73



26.63



3



0,6



19.37



19.54



19.36



26.32



26.57



26.31



4



0,55



19.39



19.43



19.35



26.05



26.16



26.13



5



0,5



21.3



21.28



21.2



28.27



28.05



28.29



6



0,45



24.48



24.38



24.52



32.98



33.16



33.08



7



0,4



40,05



39.84



39.99



53.28



53.3



53.15



Halaman | 5



5. Gambarkan grafik sesuai dengan data diatas pada kertas grafik yang tersedia (gunakan millimeter blok)Ingat, pemilihan sumbu yang benar akan sangat mempengaruhi grafik linier yang anda buat.. (nilai: 40 poin). 5.1 Grafik Analisis pada Osilasi 15



Gambar 5.1 Grafik Hubungan Antara T² dan l Batang Berongga pada Bandul Fisis Osilasi 15 Pada grafik tersebut memperlihatkan hubungan antara T² dan l pada batang berlubang. Grafik memperlihatkan bahwa semakin pendek panjang batang berlubang maka waktu yang diperlukan untuk osilasi semakin banyak. Dan semakin pendek panjang batang berlubang nilai periode yang didapat semakin tinggi. Sehingga pada grafik tersebut memperlihatkan grafik menurun. 5.2 Grafik Analisis pada Osilasi 20



Gambar 5.2 Grafik Hubungan Antara T²dan l Batang Berongga pada Bandul Fisis Osilasi 20 Pada grafik tersebut memperlihatkan hubungan antara T² dan l pada batang berlubang. Grafik memperlihatkan bahwa semakin pendek panjang batang berlubang maka waktu yang diperlukan untuk osilasi semakin banyak. Dan semakin pendek panjang batang berlubang nilai periode yang didapat semakin tinggi. Sehingga pada grafik tersebut memperlihatkan grafik menurun. Halaman | 6



6. Berdasarkan grafik linier tersebut, hitunglah besaran - besaran yang akan anda cari dan nyatakan hasil perhitungan anda dengan satuan yang benar. Bila hal ini tidak mungkin dianalisis dengan grafik hitunglah besaran - besaran yang ingin anda tentukan (nilai : 60 poin). Ingat satuan dan besaran harus sesuai penulisannya 6.1 Perhitungan Percepatan Gravitasi pada 15 Osilasi Tabel 6.1 Data Perhitungan Gravitasi pada 15 Osilasi, Panjang Batang 0,7 m. 𝑡(𝑠) 19,87 19,95 20,08



Σ(𝑇 − 𝑇)2 = 𝑛(𝑛 − 1) T = 1,33 ± 0,00577 s



[𝑇 − 𝑇]2 0,0001 0 0,0001 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,0002



0,0002 = 0,00577 𝑠 6



∆𝑇 =



𝑔=



[𝑇 − 𝑇] -0,01 0 0,01 𝑇 2 = 177



𝑇(𝑠) 1,32 1,33 1,34 𝑇 = 1,33



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,7 = 15,606 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (1,33)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,332



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,7) 1,333



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00577



2



2



= 1,122 𝑔 ± ∆𝑔 = (15,606 ± 1,122) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.2 Data Perhitungan Gravitasi pada 15 Osilasi, Panjang Batang 0,65 m. 6.2 𝑡(𝑠) 19,68 19,7 19,82



𝑇(𝑠) 1,312 1,313 1,321 𝑇 = 1,315



[𝑇 − 𝑇] -0,003 -0,002 0,006 2 𝑇 = 1,73



[𝑇 − 𝑇]2 0,000009 0,0010004 0,000036 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000049



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000049 = = 0,00285 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,315 ± 0,00285 s



∆𝑇 =



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑔= 2 𝑙= 0,65 = 14,824 𝑚 𝑠 2 𝑇 (1,315)²



Halaman | 7



Δ𝑔 = =



2



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,3152



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,65) 1,3153



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



2



2



0,00289



= 1,142 𝑔 ± ∆𝑔 = (14,824 ± 1,142) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.3 Data Perhitungan Gravitasi pada 15 Osilasi, Panjang Batang 0,6 m. 𝑡(𝑠) 19,37 19,54 19,36



[𝑇 − 𝑇] -0,003 0,008 -0,004 𝑇 2 = 1,674



𝑇(𝑠) 1,291 1,302 1,290 𝑇 = 1,294



[𝑇 − 𝑇]2 0,000009 0,000064 0,000016 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000089



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000089 ∆𝑇 = = = 0,00385 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,294 ± 0,00385 s 𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,6 = 14,131 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (1,294)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,2942



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,6) 1,2943



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00385



2



2



= 1,177 𝑔 ± ∆𝑔 = (14,131 ± 1,177) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.4 Data Perhitungan Gravitasi pada 15 Osilasi, Panjang Batang 0,55 m. 𝑡(𝑠) 19,39 19,43 19,35



𝑇(𝑠) 1,293 1,295 1,29 𝑇 = 1,293



[𝑇 − 𝑇] 0 0,002 0,003 2 𝑇 = 1,67



[𝑇 − 𝑇]2 0 0,000004 0,000009 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000013



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000013 = = 0,00147 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,293 ± 0,00147 s ∆𝑇 =



𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,55 = 12,974 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (1,293)²



Halaman | 8



Δ𝑔 = =



2



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,2932



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,55) 1,2933



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



2



2



0,00147



= 1,179 𝑔 ± ∆𝑔 = (12,974 ± 1,179) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.5 Data Perhitungan Gravitasi pada 15 Osilasi, Panjang Batang 0,5 m. 𝑡(𝑠) 21,3 21,28 21,2



[𝑇 − 𝑇] 0,003 0,001 -0,004 2 𝑇 = 2,022



𝑇(𝑠) 1,42 1,418 1,413 𝑇 = 1,417



[𝑇 − 𝑇]2 0,000009 0,000001 0,000016 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000026



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000026 = = 0,00208 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,417 ± 0,00208 s ∆𝑇 =



𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,5 = 9,820 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (1,417)²



Δ𝑔 = =



2



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,4172



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,5) 1,4173



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00208



2



2



= 0,982 𝑔 ± ∆𝑔 = (9,820 ± 0,982) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.6 Data Perhitungan Gravitasi pada 15 Osilasi, Panjang Batang 0,45 m. 𝑡(𝑠) 24,48 24,38 24,52



𝑇(𝑠) 1,632 1,625 1,634 𝑇 = 1,630



[𝑇 − 𝑇] 0,002 -0,005 0,004 2 𝑇 = 2,656



[𝑇 − 𝑇]2 0,000004 0,000025 0,000016 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000045



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000045 = = 0,00273 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,630 ± 0,00273 s ∆𝑇 =



𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙 = 0,45 = 6,679 𝑚 𝑠 2 𝑇2 (1,630)²



Halaman | 9



Δ𝑔 = =



2



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,6302



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,45) 1,6303



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



2



2



0,00273



= 0,742 𝑔 ± ∆𝑔 = (6,679 ± 0,742) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.7 Data Perhitungan Gravitasi pada 15 Osilasi, Panjang Batang 0,4 m. 𝑡(𝑠) 40,05 39,84 39,99



[𝑇 − 𝑇] 0,006 -0,008 0,002 2 𝑇 = 7,096



𝑇(𝑠) 2,67 2.656 2,666 𝑇 = 2,664



[𝑇 − 𝑇]2 0,000036 0,000064 0,000004 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000104



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000104 ∆𝑇 = = = 0,00416 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 2,664 ± 0,00416 s 𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,4 = 2,222 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (2,664)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 2,6642



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,4) 2,6643



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00416



2



2



= 0,277 𝑔 ± ∆𝑔 = (2,222 ± 0,277) 𝑚 𝑠 2 Ralat Pembobotan Osilasi 15 𝑔₁ 𝑔₂ 𝑔₃ 𝑔₄ 𝑔₅ 𝑔₆ 𝑔₇ + + + + + + Δ𝑔₁2 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇² 𝑔= 1 1 1 1 1 1 1 + + + + + + ₁2 Δ𝑔 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇² 15,606 14,824 14,131 12,974 9,82 6,679 2,222 + + + 1,179 + + + 2 2 2 2 2 1,122 1,142 1,177 0,982 0,742 0,2772 = 1 1 1 1 1 1 1 + + + + + + 1,1222 1,1422 1,1772 1,1792 0,9822 0,7422 0,2772 = 5,01 𝑚 𝑠 2 Δ𝑔 =



1 1 1 1 1 1 1 1 + + + + + + Δ𝑔₁2 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇²



Δ𝑔 = 0,052 𝑚 𝑠 2



Halaman | 10



6.2 Perhitungan Percepatan Gravitasi pada 20 Osilasi Tabel 6.8 Data Perhitungan Gravitasi pada 20 Osilasi, Panjang Batang 0,7 m. 𝑡(𝑠) 27,09 26,88 26.96



[𝑇 − 𝑇] 0,006 -0,004 0 2 𝑇 = 1,817



𝑇(𝑠) 1,354 1,344 1,348 𝑇 = 1,348



[𝑇 − 𝑇]2 0,000036 0,000016 0 2 Σ[𝑇 − 𝑇] = 0,000052



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000052 = = 0,00294 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,348 ± 0,00294 s ∆𝑇 =



𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,7 = 15,192 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (1,348)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,3482



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



=



;8(3,14)2 (0,7) 1,3483



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00294



2



2



= 1,087 𝑔 ± 𝑔 = (15,192 ± 1,087) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.9 Data Perhitungan Gravitasi pada 20 Osilasi, Panjang Batang 0,65 m. 𝑡(𝑠) 26,89 26,73 26,63



[𝑇 − 𝑇] -0,003 -0,001 -0,006 2 𝑇 = 1,787



𝑇(𝑠) 1,344 1,336 1,331 𝑇 = 1,337



[𝑇 − 𝑇]2 0,000009 0,000001 0,000036 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000046



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000046 = = 0,00276 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,337 ± 0,00276 s ∆𝑇 =



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑔= 2 𝑙= 0,65 = 14,340 𝑚 𝑠 2 𝑇 (1,337)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,3372



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,65) 1,3373



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00276



2



2



= 1,104 𝑔 ± 𝑔 = (14,340 ± 1,104) 𝑚 𝑠 2



Halaman | 11



Tabel 6.10 Data Perhitungan Gravitasi pada 20 Osilasi, Panjang Batang 0,6 m. 𝑡(𝑠) 26,32 26,57 26,31



[𝑇 − 𝑇] -0,003 0,009 -0,004 2 𝑇 = 1,739



𝑇(𝑠) 1,316 1,328 1,315 𝑇 = 1,319



[𝑇 − 𝑇]2 0,000009 0,000081 0,000016 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000106



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000106 = = 0,00420 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,319 ± 0,00420 s ∆𝑇 =



𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,6 = 13,601 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (1,319)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,3192



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



=



;8(3,14)2 (0,6) 1,3193



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00420



2



2



= 1,136 𝑔 ± Δ𝑔 = (13,601 ± 1,136) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.11 Data Perhitungan Gravitasi pada 20 Osilasi, Panjang Batang 0,55 m. 𝑡(𝑠) 26,05 26,16 26,13



[𝑇 − 𝑇] -0,003 0,003 0,001 2 𝑇 = 1,703



𝑇(𝑠) 1,302 1,308 1,306 𝑇 = 1,305



[𝑇 − 𝑇]2 0,000009 0,000009 0,000001 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000019



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000019 = = 0,00177 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,305 ± 0,00177 s



∆𝑇 =



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑔= 2 𝑙= 0,55 = 12,736 𝑚 𝑠 2 𝑇 (1,305)²



Δ𝑔 =



=



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,3052



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,55) 1,3053



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00177



2



2



= 1,158 𝑔 ± Δ𝑔 = (12,736 ± 1,158) 𝑚 𝑠 2



Halaman | 12



Tabel 6.12 Data Perhitungan Gravitasi pada 20 Osilasi, Panjang Batang 0,5 m. 𝑡(𝑠) 28,27 28,05 28,29



[𝑇 − 𝑇] -0,006 -0,007 -0,005 2 𝑇 = 1,985



𝑇(𝑠) 1,413 1,402 1,414 𝑇 = 1,409



[𝑇 − 𝑇]2 0,000036 0,000049 0,000025 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000110



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000110 = = 0,00428 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,409 ± 0,00428 s ∆𝑇 =



𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,5 = 9,932 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (1,409)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,4092



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



=



;8(3,14)2 (0,5) 1,4093



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00428



2



2



= 0,994 𝑔 ± Δ𝑔 = (9,932 ± 0,994) 𝑚 𝑠 2 Tabel 6.13 Data Perhitungan Gravitasi pada 20 Osilasi, Panjang Batang 0,45 m. 𝑡(𝑠) 32,98 33,16 33,08



[𝑇 − 𝑇] -0,004 0,005 0,001 2 𝑇 = 2,732



𝑇(𝑠) 1,649 1,658 1,654 𝑇 = 1,653



[𝑇 − 𝑇]2 0,000016 0,000025 0,000001 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000042



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000042 = = 0,00264 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 1,653 ± 0,00264 s



∆𝑇 =



𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙 = 0,45 = 6,495 𝑚 𝑠 2 𝑇2 (1,653)²



Δ𝑔 =



=



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 1,6532



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,45) 1,6533



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00264



2



2



= 0,721 𝑔 ± Δ𝑔 = (6,495 ± 0,721) 𝑚 𝑠 2



Halaman | 13



Tabel 6.14 Data Perhitungan Gravitasi pada 20 Osilasi, Panjang Batang 0,4 m. 𝑡(𝑠) 53,28 53,3 53,15



[𝑇 − 𝑇] 0,002 0,003 0,005 2 𝑇 = 7,086



𝑇(𝑠) 2,664 2,665 2,657 𝑇 = 2,662



[𝑇 − 𝑇]2 0,000004 0,000009 0,000025 Σ[𝑇 − 𝑇]2 = 0,000038



Σ(𝑇 − 𝑇)2 0,000038 ∆𝑇 = = = 0,00251 𝑠 𝑛(𝑛 − 1) 6 T = 2,662 ± 0,00251 s 𝑔=



4𝜋 2 4(3,14)² 𝑙= 0,4 = 2,226 𝑚 𝑠 2 2 𝑇 (2,662)²



Δ𝑔 = =



𝑑𝑔 Δ𝑙 𝑑𝑙 4(3,14)2 2,6622



2



𝑑𝑔 + Δ𝑇 𝑑𝑇



0,05



2



+



2



=



4𝜋 2 Δ𝑙 𝑇2



;8(3,14)2 (0,4) 2,6623



2



−8𝜋 2 𝑙 + Δ𝑇 𝑇3



0,00251



2



2



= 0,278



𝑔 ± Δ𝑔 = (2,226 ± 0,278) 𝑚 𝑠 2 Ralat Pembobotan Osilasi 20 𝑔₁ 𝑔₂ 𝑔₃ 𝑔₄ 𝑔₅ 𝑔₆ 𝑔₇ + + + + + + Δ𝑔₁2 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇² 𝑔= 1 1 1 1 1 1 1 + + + + + + ₁2 Δ𝑔 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇² 15,192 14,340 13,601 12,736 9,932 6,679 2,226 + + + + + + 1,158 0,9822 0,7212 0,2782 1,0872 1,1042 1,1362 = 1 1 1 1 1 1 1 + + + + + + 2 2 2 2 2 2 1,087 1,104 1,136 1,158 0,982 0,721 0,2782 = 15,37 𝑚 𝑠 2 Δ𝑔 =



1 1 1 1 1 1 1 1 + + + + + + Δ𝑔₁2 Δ𝑔₂² Δ𝑔₃² Δ𝑔₄² Δ𝑔₅² Δ𝑔₆² Δ𝑔₇²



Δ𝑔 = 19,06 𝑚 𝑠 2



Halaman | 14



Tabel 6.15 Hasil Perhitungan Percobaan M-15 Bandul Fisis Osilasi 15 No



Panjang Besi Berlubang (m)



T = (T̅± ΔT) s



g



Δg



g= (g̅ ± Δg)m/s2



1 2 3 4 5 6 7



0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4



(1,33 ± 0,00577) s (1,315 ± 0,00285) s (1,294 ± 0,00385) s (1,293 ± 0,00147) s (1,417 ± 0,00208) s (1,630 ± 0,00273) s (2,664 ± 0,00416) s



15,606 14,824 14,131 12,974 9,820 6,679 2,222



1,122 1,142 1,177 1,179 0,982 0,742 0,277



(15,606 ± 1,122) m/s2 (14,824 ± 1,142) m/s2 (14,131 ± 1,177) m/s2 (12,974 ± 1,179) m/s2 (9,820 ± 0,982) m/s2 (6,679 ± 0,742) m/s2 (2,222 ± 0,279) m/s2



Tabel 6.16 Hasil Perhitungan Percobaan M-15 Bandul Fisis Osilasi 20 No



Panjang Besi Berlubang (m)



T = (T̅± ΔT) s



g



Δg



g= (g̅ ± Δg)m/s2



1



0,7



(1,348 ± 0,00294) s



15,192



1,087



(15,192 ± 1,087) m/s2



2



0,65



(1,337 ± 0,00276) s



14,340



1,104



(14,340 ± 1,104) m/s2



3



0,6



(1,319 ± 0,00420) s



13,601



1,136



(13,601 ± 1,136) m/s2



4



0,55



(1,305 ± 0,00177) s



12,736



1,158



(12,736 ± 1,158) m/s2



5



0,5



(1,409 ± 0,00428) s



9,932



0,994



(9,932 ± 0,994) m/s2



6



0,45



(1,653 ± 0,00264) s



6,495



0,721



(6,495 ± 0,721) m/s2



7



0,4



(2,662 ± 0,00251) s



2,226



0,278



(2,226 ± 0,278) m/s2



Halaman | 15



PEMBAHASAN Telah dilakukan percobaan M-15 dengan judul “Bandul Fisis” yang bertujuan untuk menentukan percepatan gravitasi sebuah benda menggunakan bandul fisis. Pada percobaan ini bahan yang diuji dengan menggunakan batang berlubang/ berongga dalam menentukan waktu osilasinya. Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah statif penyangga, meteran, dan stopwatch. Pada percobaan bandul fisis ini cara kerjanya diawali dengan mengukur panjang batang berongga yang telah terpasang pada statif penyangga. Pengukuran batang berongga dilakukan dengan menggunakan meteran sampai ujung batang berongga. Dilanjutkan dengan mengayunkan batang berongga dengan susut yang terkecil.



Saat batang berongga sudah mengayun, catat waktu yang dibutuhkan batang berongga untuk berosilasi sebanyak 15 dan 20 kali. Hitung waktu osilasi pada setiap lubang di batang tersebut hingga menghasilkan 7 kali percobaan. Proses fisis yang terjadi dalam percobaan bandul fisis diawali dengan batang berongga yang digantung pada statif penyangga dalam keadaan diam karena dalam keadaan yang setimbang. Keadaan setimbang batang berongga karena tidak ada gaya yang bekerja pada batang sesuai dengan Hukum I Newton . Saat batang logam berlubang diberi simpangan sejauh y dan terbentuk sudut θ, maka gaya berat batang logam berlubang berubah, saat dilepaskan terjadi gerak harmonic sederhana atau bisa dikatakann sebagai osilasi, yaitu batang berbolak-balik pada titik kesetimbangannya. Saat awal berosilasi, batang berlubang memiliki energy kinetic = 0 dan energy yang ada hanyalah energy potensial maksimum. Kemudian batang berlubang akan berhenti dikarenakan adanya gaya pemulih berupa F = mg sin 𝜃 sesuai dengan Hukum II Newton dan gaya gravitasi sehingga benda kembali ke titik setimbang. Dari hasil percobaan didapat hasil perhitungan nilai periode pada osilasi 15 yaitu pada batang berlubang 0,7 m didapat hasil (1,33 ± 0,00577) s, pada batang berlubang 0,65 m didapat hasil (1,315 ± 0,00285) s, pada batang berlubang 0,6 m didapat hasil (1,294 ± 0,00385) s, pada batang berlubang 0,55 m didapat hasil (1,293 ± 0,00147) s, pada batang berlubang 0,5 m didapat hasil (1,417 ± 0,00208) s, pada batang berlubang 0,45 m didapat



hasil (1,630 ± 0,00273) s, pada batang berlubang 0,4 m didapat hasil (2,664 ± 0,00416)s. Dan nilai periode pada osilasi 20 yaitu pada batang berlubang 0,7 m didapat hasil (1,348 ± 0,00294) s, pada batang berlubang 0,65 m didapat hasil (1,337 ± 0,00276) s, pada batang berlubang 0,6 m didapat hasil (1,319 ± 0,00420) s, pada batang berlubang 0,55 m didapat hasil (1,305 ± 0,00177) s, pada batang berlubang 0,5 m didapat hasil (1,409 ± 0,00428) s, pada batang berlubang 0,45 m didapat hasil (1,653 ± 0,00264) s, pada batang berlubang 0,4 m didapat hasil (2,662 ± 0,00251) s. Selain itu dari hasil percobaan didapat hasil perhitungan nilai gravitasi yaitu pada osilasi 15 adalah pada batang berlubang 0,7 m didapat hasil (15,606 ± 1,122) m/s2, pada batang berlubang 0,65 m didapat



hasil (14,824 ± 1,142) m/s2, pada batang berlubang 0,6 m didapat hasil (14,131 ± 1,177) m/s2, pada batang berlubang 0,55 m didapat hasil (12,974 ± 1,179) m/s2, pada batang berlubang 0,5 m didapat hasil (9,820 ± 0,982) m/s2, pada batang berlubang 0,45 m didapat hasil (6,679 ± 0,742) m/s2, pada batang berlubang 0,4 m didapat hasil (2,222 ± 0,273) m/s2. Dan nilai gravitasi pada osilasi 20 yaitu pada batang berlubang 0,7 m didapat hasil (15,192 ± 1,087) m/s2, pada batang berlubang 0,65 m didapat hasil (14,340 ± 1,104) m/s2, pada batang berlubang 0,6 m didapat hasil (13,601 ± 1,136) m/s2, pada batang berlubang 0,55 m didapat hasil (12,736 ± 1,158) m/s2 Halaman | 16



pada batang berlubang 0,5 m didapat hasil (9,932 ± 0,994) m/s2, pada batang berlubang 0,45 m didapat hasil



(6,495 ± 0,721) m/s2, pada batang berlubang 0,4 m didapat hasil (2,226 ± 0,278) m/s2. Pada percobaan ini menggunakan grafik analisis hubungan antara T2 dan l batang berlubang. Grafik analisis pada pratikum ini menunjukan penurunan grafik. Dimana grafik memperlihatkan bahwa semakin pendek panjang batang berlubang maka waktu yang diperlukan untuk osilasi semakin banyak. Dan semakin pendek panjang batang berlubang nilai periode yang didapat semakin tinggi. Banyak faktor yang mempengaruhi percobaan ini adalah sudut dan simpangan yang digunakan berbeda-beda serta tidak ada ketentuan nya secara tepat dan pasti. Serta momen inersia juga yang ikut berpengaruh dalam waktu benda untuk menempuh 15 dan 20 osilasi. Panjang batang berlubang yang berbeda-beda juga akan membuat nilai pada hasil perhitungan tidak sama karena semakin dekat titik usat massa, maka osilasi yang dapat terjadi akan lebih cepat seimbang atau lebih cepat berhenti.



Halaman | 17



KESIMPULAN Pada percobaan dengan kode percobaan M-15 yang berjudul “Bandul Fisis yang bertujuan untuk menentukan percepatan gravitasi dengan menggunakan bandul fisis didapat hasil akhir pada oasilasi 15 yaitu g = (5,01 ± 0,052) m/s2 dan pada osilasi 20 yaitu g = (15,37 ± 19,06) m/s2. Dengan demikian hasil kedua gravitasi tersebut berbeda karena adanya perbedaan osilasi yang dilakukan. Dari perolehan data tersebut berbeda dengan percepatan yang ada pada literatur yaitu sebesar 9,8 m/s2. Karena adanya beberapa faktor yang mempengaruhinya yaitu perbedaan antara simpangan sudut yang diberikan pada batang tersebut dan panjang batang berlubang.



Halaman | 18



LAPORAN SEMENTARA PERCOBAAN M -15 BANDUL FISIS Nama



: Herwiyana Azalea Putri



NIM



: 24040120130095



Kelompok



: 11



Anggota Kelompok 1. 2. 3. 4. 5.



Hari/Tanggal : Sabtu/ 21 November 2020 Waktu



:



Hammam Alfarisy / 24040120130096 Erna Muti’rosianas / 24040120130101 Syehan Husain Salsabila / 24040120130105 Ahmad Jauhari / 24040120130106 Eduardo Raja / 24040120130111



: 15.00 – 16.00



Data Percobaan Panjang Nomor



Batang (cm)



15 Osilasi



20 Osilasi



t1(s)



t2 (s)



t3 (s)



t1(s)



t2 (s)



t3 (s)



1



70



19.87



19.95



20.08



27.09



26.88



26.96



2



65



19.68



19.7



19.82



26.89



26.73



26.63



3



60



19.37



19.54



19.36



26.32



26.57



26.31



4



55



19.39



19.43



19.35



26.05



26.16



26.13



5



50



21.3



21.28



21.2



28.27



28.05



28.29



6



45



24.48



24.38



24.52



32.98



33.16



33.08



7



40



40,05



39.84



39.99



53.28



53.3



53.15



Semarang, 21 November 2020 Asistensi



Ihsan Fadilah (24040117120023)



Praktikan



Herwiyana Azalea Putri (24040120130095)



PERCOBAAN M - 15 BANDUL FISIS



1. Tujuan 1.1. Menentukan kecepatan gravitasi dengan menggunakan bandul fisis 2. Dasar Teori 2.1 Bandul Fisis Bandul Fisis merupakan sistem menentukan benda tegar yang digantung dari suatu titik yang bukan merupakan pusat massanya akan berosilasi ketika disimpangkan dari posisi kesetimbangannya. Bila ditinjau sebuah bangun datar yang digantung pada sebuah titik berjarak D dari pusat massanya dan disimpangkan dari kesetimbangan sebesar sudut f seperti ditunjukkan dalam gambar dibawah ini



Gambar 1.1 Ilustrasi elemen gaya yang bekerja pada bandul fisis Torsi terhadap titik gantung bernilai mgD sin f dan cenderung mengurangi θ. Percepatan sudut a dihubungkan dengan torsi oleh t=Ia=I



(2.1)



dengan I adalah momen inersia disekitar titik gantung dengan satuan kg m 2 , f adalah besar sudut. Dengan mensubsitusikan - MgD sin f untuk torsi total, diperoleh - mgD sin f =I sin f



(2.2) (2.3)



Untuk bandul sederhana I=mL2 dan D=L. Gerak mendekati gerak harmonik sederhana bila simpangan sudutnya kecil sehingga berlaku aproksimasi sin f ≈f. dalam kasus ini diperoleh f= -w2f



(2.4)



Dengan w2 = mgD/l. periode adalah T=



= 2p √



(2.5)



(Tipler, 1998). 2.2 Gerak Harmonis Sederhana Gerak harmonik sederhana suatu getaran dimana resultan gaya yang bekerja pada titik sembarang selalu mengarah ke titik kesetimbangan dan besar resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang ke titik keseimbangan tersebut. (Young dan Roger, 2002). Kecepatan partikel yang bergerak dengan gerak harmonik sederhana, yaitu v(t) =



=



[xm cos(ωt + Ø)]



v(t) = - ωxmsin(ωt + Ø)



(2.6) (2.7)



Dengan mengetahui kecepatan pada gerak harmonik sederhana, kita dapat menemukan rumus untuk percepatan partikel yang berosilasi dengan mendiferensiasi sekali lagi a(t) =



=



[- ωxmsin(ωt + Ø)]



(2.8)



a(t) = - ω2xmcos(ωt + Ø)



(2.9)



a(t) = -ω2x(t)



(2.10)



Setelah mengetahui bagaimana percepatan



partikel bervariasi



dengan waktu, kita dapat menggunakan hokum II Newton untuk mempelajari gaya apa yang harus bekerja pada partikel untuk memberikan percepatan. Jika kita menggabungkan hokum II Newton,maka F = ma = -(mω2)x



(2.11)



Dengan v(t) adalah kecepatan terhadap waktu dengan satuan m/s, x adalah jarak dengan satuan m, t adalah waktu dengan satuan s, a adalah percepatan dengan satuan m/s2, F adalah gaya dengan satuan N, m adalah massa dengan satuan kg (Halliday,2010). 2.3 Gravitasi Gravitasi adalah percepatan yang dialami oleh benda karena beratnya sendiri. Berat benda adalah gaya tarik bumi pada benda tersebut. Gaya ini adalah gaya gravitasi yaitu gaya tarik menarik antara dua massa. Karena bumi tidak berbentuk bola maka besarnya g tidaklah sama untuk setiap tempat di permukaan bumi (Tipler, 1998). Gravitasi adalah kecenderungan benda untuk bergerak ke arah satu sama lain. Issac Newton menyimpulkan bahwa tidak hanya bumi dan bulan yang dapat menarik apel, tetapi juga seluruh benda di alam semesta menarik benda lainnya. Kesimpulan ini membuktikan bahwa gaya tarik bumi yang umum terhadap benda yang terikat dengan bumi begitu besar sehingga melebihi gaya tarik yang dimiliki benda benda yang terikat bumi untuk menarik satu sama lain. Newton mengusulkan hukum gaya yang kita sebut dengan Hukum Gravitasi Newton yaitu setiap partikel menarik partikel lain dengan gaya gravitasi yang besarnya F=G



(2.12)



Dengan F adalah gaya dengan satuan N, m1 dan m2 adalah massa partikel dengan satuan m, r adalah jarak antara keduanya dengan satuan m, G adalah konstanta gravitasi dengan nilai G = 6,67 × 10-11Nm2/kg2 G = 6,67 × 10-11m3/kg.s2 (Halliday,2010).



2.4 Osilasi Setiap gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Jika suatu partikel dalam gerak periodic bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama, maka geraknya disebut gerak osilasi atau viberasi (getaran). Osilasi terjadi bila sebuah sistem diganggu dari posisi kesetimbangan stabilnya. Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah gerak tersebut bersifat periodic, yaitu berulang-ulang (Giancoli, 2001). Gerak Osilasi merupakan gerakan yang berulang dari suatu benda, dimana setelah menempuh selang waktu tertentu benda tersebut akan kembali ke posisi kesetimbangannya (Serwey dan Jaweet, 2004). Posisi kesetimbangan suatu benda adalah posisi dimana benda tersebut dalam keadaan diam yaitu total gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Jika benda dijauhkan dari posisi kesetimbangannya dan dilepaskan , maka akan timbul suatu gaya atau torsi untuk menarik benda tersebut kembali ke posisi setimbangnya (Young dan Freedman, 2002). Osilasi bandul fisis terjadi apabila suatu sistem mengalami gerak osilasi dan gerakperiodik. Gerak osilasi merupakan gerak yang terjadi pada lintasan yang sama, sehinggagerak dari sistem bandul atau pendulum dapat dinyatakan nilai periode ayunan untuk sistem bandul atau pendulum fisis yang dimana masa tali dianggap tidak bermassa.Sedangkan, gerak periodik adalah gerak berulang pada waktu yang sama (Halliday, 1989). (2.13) Dimana



adalah simpangan benda dari posisi setimbang,



gaya yang menarik kembali benda ke posisi setimbang, dan



adalah



adalah sebuah



konstanta. (Mikrajuddin, 2016). 2.5 Momen Inersia Momen inersia adalah ukuran resistansi atau kelembaman sebuah benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Momen inersia ini bergantung



pada distribusi massa benda relative terhadap sumbu rotasi benda. Momen inersia adalah sifat benda (dan sumbu rotasi), seperti massa m yang merupakan sifat benda yang mengukur kelembamannya terhadap perubahan dalam gerak translasi (Tipler, 2001). Momen inersia dapat dimiliki oleh setiap benda, manusia pun memiliki momen inersia tertentu. Besarnya momen inersia bergantung pada berbagai bentuk benda, pusat rotasi, jari-jari rotasi dan massa benda. Pada penentuan momen inersia bentuk tertentu seperti bola silinder pejal, plat segiempat atau bentuk yang lain cenderung lebih mudah daripada momen inersia benda yang memiliki bentuk tidak sempurna atau tidak beraturan. Bentuk yang tidak beraturan ini tidak bisa dihitung jari-jarinya sehingga terdapat istilah jari-jari girasi. Benda tegar dengan bentuk senbarang digantungkan pada suatu poros yang tetap di O, jika diberi simpangan kecil kemudian dilepas, akan berayun dengan periode ayunan T sebesar: T = 2π



(2.14)



dengan I adalah momen kelembaman atau momen inersia, massa benda, g percepatan gravitasi bumi, dan l jarak dari sumbu putar ke pusat massa.Untuk benda yang diputar tidak pada pusat massa terdapat teorema hubungan sumbu sejajar sebagai berikut : I = Ipm + ml2



(2.15)



dengan I adalah momen inersia pada sumbu tersebut, Ipm adalah momen inersia terhadap sumbu putar melalui pusat massa dan l adalah jarak kedua sumbu putar (Giancolli, 1989). Jika benda tegar terdiri atas sedikit partikel. Kita dapat menghitung inersia rotasinya terhadap sumbu yang diberikan dengan persamaan: I = ∑miri²



(2.16)



Artinya, kita dapat menentuka perkalian mr² untuk masing-masing partikel dan kemudian mejumlahkan perkalian tersebut. (Ingatlah bahwa r adalah jarak tegak lurus partikel dari sumbu rotasi yang diberikan). Jika benda



tegar terdiri atas banayk partikelyang berdekatan (kontinu, seperti frisbee), menggunakan persamaan (3) akan memerlukan komputer. Oleh karena itu, kita mengganti penjumlahan dalam persamaan tadi dengan integral dan membatasi inersia rotasi benda sebagai : I = ʃr²dm (inersia rotasi, benda kontinu)



(2.17)(Halliday,2010)



2.6 Gaya Pemulih Gaya pemulih gaya pemulih adalah gaya yang besarnya sebanding dengan simpangan dan berlawanan arah dengan arah simpangan gaya pemulih yang menyebabkan benda bergerak harmonik sederhana pada pegas yang tertekan gaya pemulih. F = -k. Δx



(2.18)



Dimana F adalah gaya pemulih (n), k konstanta pegas (n/m) dan ∆x pertambahan panjang (m) (Halliday, 1987). 2.7 Frekuensi Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran berulang dalam persilisihan dengan satuan detik dengan satuan Hz. Frekuensi gerakan bolak-baik pada benda yang berosilasi waktu



merupakan jumlah



yang terjadi setiap satuan



. Frekuensi berbeda dengan frekuensi sudut yang merupakan jumlah



radian setiap satuan detik. Frekuensi adalah ukuran jumlah terjadinya sebuah peristiwa dalam satuan waktu. Frekuensi merupakan besaran penting dalam gerak osilasi. Dengan persamaan berikut: = Dimana



(2.19)



adalah frekuensi dan 𝑇 adalah periode (Giancoli, 2001).



2.8 Periode Gerak benda yang terjadi secara berulang dan dalam waktu yang sama disebut dengerak periodik. Karena gerak initerjadi secara teratur, maka gerak ini juga disebut juga dengan gerak harmonik periode (𝑇). suatu gerak harmonik adalah waktu yang dibutuhkan untuk suatu luasan lengkap dan geraknya, yaitu



satu getaran penuh atau satu putaran sehingga dapat ditulis dengan persamaan berikut: 𝑇= Dengan 𝑇 adalah periode,



adalah waktu dan



(2.20) adalah jumlah getaran



(Giancoli, 2001). 2.9 Hukum Newton 2.9.1 Hukum I Newton “ Jika resultan gaya (jumlah seluruh gaya) pada sebuah benda nol, maka kecepatan benda tidak berubah (tetap)” (Ishaq, 2007). Hukum Newton pada dasarnya menyatakan bahwa setelah benda secara alami cenderung memertahankan keadaannya, kecuali ada gaya yang mengganggu keadaan ini. Artinya jika benda mula-mula diam, maka ia akan tetap diam. Tapi jika semula benda bergerak dengan kecepatan tetap v , maka akan tetap bergerak dengan kecepatan (v) juga dalam bahasa matematis, dituliskan sebagai berikut : ∑F = 0



(2.21)



2.9.2 Hukum II Newton “Jika resultan gaya pada suatu benda tidak nol, maka benda akan mengalami perubahan kecepatan.” (Ishaq, 2007). Makna dari Hukum II newton ini adalah jika ada gaya yang tidak berimbang terjadi pada sebuah benda, maka benda yang semula diam akan bergerak dengan kecepatan tertentu, atau jika benda semula bergerak dapat menjadi diam (kecepatan nol). Bertambah kecepatannya atau melambat karena dipengaruhi gaya luar tadi. Dalam bahasa matematika hal ini diungkapkan dalam rumus Hukum Newton yang amat terkenal yaitu :



∑F = m.a



(2.22)



dimana a adalah percepatan, m adalah massa, dan ∑F merupakan gaya total.



Simbol ∑ (sigma)



berarti



“jumlah



dari”; F adalah



gaya,



sehingga ∑F berarti jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda benda tersebut, yang didefiisikan sebagai gaya total (Giancoli, 2001). 2.9.3 Hukum III Newton “ Setiap gaya (gaya aksi) yang mengenai sebuah benda kedua, maka kedua benda tersebut akan menghasilkan gaya (gaya reaksi) yang sama besar dan berlawanan arah pada benda pertama.” (Ishaq, 2007). Sifat pasangan gaya aksi reaksi adalah besar dari kedua gaya adalah sama. Arah gaya aksi dengan reaksi berlawanan dan kedua gaya terletak dalam satu garis lurus. Dalam ungkapan matematis hukum aksi – reaksi ini adalah : ∑F aksi = – ∑F reaksi



(2.23)



Suatu benda dikatakan bergerak apabila terjadi perubahan posisi benda terhadap sebuah titik acuan, salah satu gerak lurus yang bekerja pada benda adalah gerak lurus berubah beraturan (GLBB) yaitu gerak dengan lintasan berupa garis lurus, dan kecepatannya selalu berubah secara beraturan setiap waktu (Ishaq, 2007).



3. Metode Penelitian 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Statif Penyangga Statif penyangga berfungsi sebagai alat untuk menggantungkan batang berlubang. 3.1.2 Meteran Meteran berfungsi untuk mengukur panjang dari batang berlubang. 3.1.3 Stopwatch Stopwatch berfungsi untuk menghitung waktu yang diperlukan batang berlubang dalam melakukan osilasi. 3.1.4 Batang Berongga Batang berongga sebagai bahan yang digunakan dalam praktikum untuk diukur periodenya. 3.2 Gambar Alat dan Bahan 3.2.1 Statif Pengangga



Gambar 3.1 Statif Penyangga



3.2.2 Mistar/ Meteran



Gambar 3.2 Meteran 3.2.3 Stopwatch



Gambar 3.3 Stopwatch 3.2.4 Batang Berlubang



Gambar 3.4 Batang Berlubang



3.3 Skema Alat



Gambar 3.5 Skema Alat Percobaan Bandul Fisis Keterangan : 1. Batang Berongga sebagai bahan yang digunakan dalam praktikum untuk diukur periodenya 2. Meteran berfungsi untu mengukur panjang batang berongga. 3. Stopwatch berfungsi untuk menghitung waktu yang diperlukan batang berlubang dalam melakukan osilasi. 4. Statif Penyangga berfungsi sebagai alat untuk menggantungkan batang berongga.



3.4 Diagram Alir



Mulai



Panjang (m)



Mengukur panjang dari ujung batang berlubang sampai ujung statif



Ayunkan batang berlubang secara perlahan



Mengukur waktu dengan stopwatch 15 atau 20 osilasi yang sudah ditentukan



Mengulangi percobaan dengan variasi panjang yang berbeda



Iya



Tidak



Waktu saat osilasi dan nilai gravitasi



Selesai Gambar 3.6 Diagram Alir Percobaan Bandul Fisis



3.5 Diagram Fisis



batang berongga yang digantung pada statif penyangga dalam keadaan diam karena dalam keadaan yang setimbang. Keadaan setimbang batang berongga karena tidak ada gaya yang bekerja pada batang sesuai dengan Hukum I Newton



Saat batang logam berongga diayunkan dan diberi simpangan sejauh y dan terbentuk sudut θ, maka gaya berat batang logam berongga berubah,sehingga terjadi gerak harmonik sederhana atau osilasi .



Saat awal berosilasi, batang berlongga memiliki energi kinetik = 0 dan energy yang ada hanyalah energy potensial maksimum.



Kemudian batang berongga akan berhenti dikarenakan adanya gaya pemulih sesuai dengan hukum 2 Newton dan gaya gravitasi sehingga benda kembali ke titik setimbang.



Gambar 3.7 Diagram Fisis Percobaan M-15 Bandul Fisis.



4. Daftar Pustaka Abdullah, Mikrajuddin. 2016. Fisika Dasar I. Institut Teknologi Bandung. Giancoli, Douglas C. 1989. Fisika Jilid 2. Jakarta : Erlangga. Giancoli, Douglas. 2001. FISIKA edisi kelima Jilid 1, Jakarta : Erlangga. Halliday dan Resnick. 1987. Fisika Jilid I. Jakarta : Penerbit Erlangga. Halliday dan Resnick. 1989. Fisika Jilid I (Terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga. Halliday, David Robert Resnick. 2010. Fisika Dasar Jilid 7. Jakarta : Erlangga. Ishaq, Mohammad. 2007. Fisika Dasar Edisi 2. Yoguakarta: Graha Ilmu. Tipler, P. A., 1998, Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid I (Terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga. Tipler, P. A., 2001, Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta : Penerbit Erlangga Young, Hugh D and Roger Freedman. 2007. University Physics with Modern Physics 12th Edition. Boston : Addison-Wesley. Young, Hugh dan Roger A. Friedman. 2002. Fisika Universitas Jilid 1. Jakarta: Erlangga.