Ujian Praktikum Fisika Ayunan Bandul Sederhana [PDF]

Citation preview

PRAKTIKUM AYUNAN BANDUL SEDERHANA I.



KOMPETENSI INTI KI 3.



Memahami,



menerapkan,



menganalisis



pengetahuan



faktual,



konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait



penyebab



fenomena



dan



kejadian,



serta



menerap-kan



pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. KI. 4



Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak



terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di



sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan. II.



TUJUAN 1. Peserta didik dapat menentukan hubungan massa (m) terhadap periode ayunan. 2. Peserta didik dapat menentukan hubungan panjang tali (l) terhadap periode ayunan. 3. Peserta didik dapat menentukan besar gravitasi di tempat tinggal masing-masing



III. LANDASAN TEORI Gerak Harmonik Sederhana Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak – balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian : 1. Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa/ air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya



2. Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya. Telaah terhadap bunyi dan getaran sangat berkait bahkan tidak dapat dipisahkan dengan kajian tentang ayunan atau yang disebut juga dengan istilah osilasi. Gejala ini dalam kehidupan kita sehari-hari contohnya adalah gerakan bandul jam, gerakan massa yang digantung pada pegas, dan bahkan gerakan dawai gitar saat dipetik. Ketiganya merupakan contoh-contoh dari apa yang disebut sebagai ayunan. Beberapa Contoh Gerak Harmonik Sederhana 1. Gerak harmonik pada bandulKetika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan dian di titik keseimbangan 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. 2. Gerak harmonik pada pegas Semua pegas memiliki panjang alami sebagaimana tampak pada gambar 2. Ketika sebuah benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang (bertambah



panjang)



sejauh



y.



Pegas



akan



mencapai



titik



kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar (ditarik atau digoyang). Syarat sebuah benda melakukan Gerak Harmonik Sederhana adalah apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangannya. Apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangan x atau sudut 0 maka pendulum melakukan Gerak Harmonik Sederhana. Gaya pemulih pada sebuah ayunan menyebabkannya selalu bergerak menuju titik setimbangnya. Periode ayunan tidak berhubungan dengan dengan amplitudo, akan tetapi ditentukan oleh parameter internal yang berkait dengan gaya pemulih pada ayunan tersebut. Periode adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan satu getaran lengkap. Getaran adalah gerakan bolak-balik



yang ada di sekitar titik keseimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang diberikan.



Satu getaran adalah satu kali gerak bolak-balik penuh. Satu kali getaran pada bandul, jika bandul bergerak dari A-B-C-B-A Periode ayunan Bandul adalah : Waktu yang dibutuhkan bandul untuk satu kali getaran



T=



t n



T = pereode (s) t = waktu (s) n = jumlah getaran Frekuensi adalah benyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik



f=



n t



t = waktu (s) n = jumlah getaran f = frekuensi (Hz) 1



Periode juga dapat dicari dengan satu dibagi dengan frekuensi (𝑇 = 𝑓). Dan frekuensi juga dapat dicari dengan satu dibagi dengan pereode 1



(𝑓 = 𝑇).



GAMBAR AYUNAN BANDUL SEDERHANA .



Adapun gaya pemulih pada benda m yang melakukan grak harmonik sederhana adalah F = m.a = m ( - 𝜔2 x) sehingga dapat diperoleh bahwa periode ayunan tali adalah 𝑇 = 2𝜋√



𝑙 𝑔



Dengan T adalah periode ayunan, l adalah panjang tali dan g adalah grvitasi bumi.Sehingga untuk menghitung gravitasi di tempat terjadinya ayunan sederhana adalah, 𝑔=



Dengan : l = Panjang tali (m) g = Percepatan gravitasi (ms-2) T = pereode (s)



4𝜋 2 𝑙 𝑇2



IV. ALAT DAN BAHAN



V.







Benang







Stop watch







Mistar 100 cm







Busur







Beban yang massanya berbeda







Statif buatan



PROSEDUR PERCOBAAN 1. Perhatikan video dengan alamat https://www.youtube.com/watch?v=jH7Qeehj_8w atau video yang lain tentang percobaan gerak harmonik sederhana 2. Menyediakan alat untuk percobaan. 3. Mengukur panjang tali dari pusat bola titik gantung ± 90 cm. 4. Kemudian mengukur sudut simpangan bola ± 150 sampai 200 kemudian dilepas. 5. Catat waktu untuk 12 ayunan dengan menekan stop watch pada saat bandul dilepas dan lakukan tiga kali 6. Mengulang prosedur nomor 4 untuk panjang tali 70,60, dan 55 7. Membuat tabel dari hasil yang diperoleh



VI. DATA HASIL PENGAMATAN PANJANG NO.



Beban



TALI



1.



Massa



70



2.



pertama



60



3.



55



4.



70



WAKTU 12 AYUNAN (sekon) T1



T2



T3



Pereode rata-rata



PANJANG NO.



Beban



TALI



5.



Massa



60



6.



kedua



55



WAKTU 12 AYUNAN (sekon) T1



T2



T3



Pereode rata-rata



T1 = pereode yang diperoleh dari percobaan pertama T2 = pereode yang diperoleh dari percobaan kedua T3 = pereode yang diperoleh dari percobaan ketiga VII.



TUGAS 1. Mengapload video saat melakukan praktikum 2. Mengambil data hasil praktikum dan memasukkannya ke dalam tabel 3. Mengolah hasil praktikum untuk menghitung percepatan gravitasi untuk setiap panjang tali yang berbeda dan massa yang berbeda di tempat tinggal masing-masing 4. Bandingkan percepatan gravitasi yang diperoleh dengan yang ada pada literature 5. Buatlah kesimpulan 6. Laporan dikumpulkan diteams 7. Dikumpulkan terakhir tanggal 3 April 2021