Laporan Praktikum Fisika Dasar Bandul Reversible [PDF]

Zitiervorschau

Nilai Tanggal Revisi Tanggal Terima

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR BANDUL REVERSIBEL

Disusun Oleh : Nama Praktikan

:Muhammad Desar Eka Syaputra

NIM

: 3334200010

Jurusan

: Teknik Metalurgi

Grup

: C3

Rekan

: Afif Rizky Tri Nugroho : Miftahul Jannah Ardani : Rafi Nurdwi Raharjo

Tgl. Percobaan

: 9 APRIL 2021

Asisten

: Rifaldi Gustiawan

LABORATORIUM FISIKA TERAPAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON – BANTEN 2021 Jl. Jenderal Sudirman Km. 03 Cilegon 42435 Telp. (0254) 385502, 376712 Fax. (0254) 395540 Website: http://fisdas.untirta.ac.id Email: [email protected]

ABSTRAK Gerak osilasi merupakan gerakan yang berulang dari suatu benda, dimana setelah menempuh selang waktu tertentu benda tersebut akan kembali ke posisi kesetimbangannya Bandul Reversibel adalah bandul fisis yang mempunyai sepasang titik tumpu dengan jarak tetap satu terhadap lainnya. Periode osilasi bandul dapat diatur sehingga periode pada setiap titik tumpu sama atau hampir sama. Periode merupakan waktu yang diperlukan bandul untuk melakukan satu kali osilasi. Tujuan dari praktikum ini yaitu untuk memahami konsep bandul reversibel dan menentukan percepatan gravitasi. aplikasi bandul adalah jam dinding kuno (pendulum clocks), pada jam ini memiliki bandul yang berayun ke kiri dan ke kanan, rantai-rantai pada beban yang harus ditarik setiap hari. Saat jarum Panjang menunjuk angka 12, maka besi pada jam ini akan menghasilkan denting suara merdu . bukan hanya itu prinsip bandul juga digunakan pada mainan ayunan anak-anak. . prosedur percobaan bandul reversibel kali ini dilakukan dengan menghitung waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 10 kali osilasi. Selanjutnya menentukan periodenya. Hal tersebut dilakukan denga variasi jarak antara beban A dan beban Byang berbeda-beda dari mata pisau. Dari percobaan yang telah dilakukan didapat hasil yaitu nilai percepatan gravitasi A sebesar 9,5 m/s2 dan nilai percepatan gravitasi B sebesar 9,78 m/s2.

Kata Kunci : Bandul reversibel, osilasi, dan periode

ii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………............................................................. i ABSTRAK ............................................................................................................. ii DAFTAR ISI.......................................................................................................... iii DAFTAR TABEL....................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR...............................................................................................vii DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................................viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……………. .................................................................1 1.2 Tujuan Percobaan...................................................................................2 1.3 Batasan Masalah………….....................................................................2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gerak Osilasi…………………………………………………………3 2.2 Bandul………………………………………………………………..7 2.3 Gerak Harmonik Sederhana………………………………………….8 2.4 Gaya Gravitasi………………………………………………………..9

iii

2.5 Perepatan Gravitasi……………………………………………….…9 BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Diagram Alir Percobaan ......................................................................11 3.2 Prosedur Percobaan .............................................................................13 3.3 Alat yang Digunakan ...........................................................................13 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Percobaan ..................................................................................15 4.2 Pembahasan ........................................................................................15 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ........................................................................................20 5.2 Saran ..................................................................................................20 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAMPIRAN A. PERHITUNGAN ........................................................................22 LAMPIRAN B. JAWABAN PERTANYAAN DANTUGAS KHUSUS ............25 LAMPIRAN C. GAMBAR ALAT YANG DIGUNAKAN..................................28 LAMPIRAN D. BLANKO PERCOBAAN...........................................................30

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1 Osilasi harmonis sederhana sistem bandul matematis………………3 Gambar 2.2 Osilasi harmonis sederhana sistem pegas-massa…………………....4 Gambar 2.3 Osilasi harmonis sistem bandul fisis………………………………...5 Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan Bandul Reversibel………………………...6 Gambar 4.1 Grafik Periode TA dan TB terhadap y……………………………...18 Gambar C.1 Bandul Reversibel………………………………….,……………...28. Gambar C.2 Beban A…………………………………………………………….28. Gambar C.3 Mata pisau pertama …………………………………………….......28 Gambar C.4 Mata pisau kedua dan Beban B …………………………………... 28 Gambar C.5 Penggaris …………………………………………………………..28 Gambar C.6 Kunci L………………………………………………………….....28 Gambar C.7 Time Counter……………………………………………………....29 Gambar C.8 Gerbang cahaya dan Statif………………………………………. . 29 Gambar C.9 Bantalan Bandul……………………………………………….…..29 v

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

Lampiran A. Perhitungan .......................................................................................22 Lampiran B. Jawaban Pertanyaan dan Tugas Khusus............................................25 B.1 Jawaban Pertanyaan.................................................................25 B.2 Tugas Khusus ..........................................................................27 Lampiran C. Gambar Alat yang Digunakan...........................................................28 Lampiran D. Blanko Percobaan .............................................................................30

vi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Berbagai peristiwa pada kehidupan sehari-hari tidak terlepas dengan dengan ilmu fisika. Contohnya ialah peristiwa bandul. Bandul merupakan sebuah benda yang terikat pada tali dan dapat mengayun bebas. Bandul terdiri dari sebuah benda yang dapat diayunkan dengan menggantungkannya ke atap menggunakan tali atau batang penggantung. Dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei pada tahun 1602 , ia mengatakan bahwa benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun, periodenya dipengaruhi oleh Panjang tali dan percepatan gravitasi. Secara umum bandul terdiri atas dua jenis, yaitu bandul matematis dan bandul fisis. Osilasi merupakan gerak bolak balik suatu benda terhadap titik kesetimbangannya pada lintasan yang sama. Teori konsep gravitasi atau gaya gravitasi diawali dengan pengamatan Issac Newton yang dikenal sebagai hukum gravitasi Newton. Gravitasi adalah gaya tarik suatu benda bermassa terhadap benda yang berada lain dengan jarak tertentu. Unutk mencari nilai percepatan gravitasi harus dilakukan percobaan, salah satunya adalah dengan melakukan percobaan bandul reversibel ini. Dengan cara mengosilasikan bandul dan menentukan periodenya, dimana periode merupakan waktu yang dibutuhkan suatu benda untuk melakukan satu kali osilasi. Maka hal tersebutlah yang mendasari percobaan kali ini. Dalam kehidupan sehari-hari terdapat benda-benda yang menggunakan prinsip osilasi bandul sebagai dasar kerjanya. Contoh aplikasi bandul adalah jam dinding kuno (pendulum clocks), bukan hanya itu prinsip bandul juga digunakan pada mainan ayunan anak-anak.

2

1.2 Tujuan Percobaan Adapun tujuan dari percobaan bandul reversibel yaitu untuk memahami konsep bandul reversibel dan dapat menentukan percepatan gravitasi bumi. 1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah dari percobaan bandul reversibel terbagi menjadi dua yaitu variabel bebas dan variabel terikat. Variabel bebasnya yaitu Massa bandul dan jumlah osilasi pada percobaan sedangkan waktu dan periodik bandul adalaah variabel terikatnya.

BABA II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gerak Osilasi Gerak osilasi merupakan gerakan yang berulang dari suatu benda, dimana setelah menempuh selang waktu tertentu benda tersebut akan kembali ke posisi kesetimbangannya (Serwey dan Jawett, 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). Gerak osilasi merupakan salah satu kajian dalam fisika yang aplikasinya sangat banyak dalam kehidupan nyata. Akan tetapi gerak osilasi yang sering dikaji adalah gerak osilasi secara terpisah, misalnya gerak osilasi bandul dan gerak osilasi pegas.

Gambar 2.1 Osilasi harmonis sederhana sistem bandul matematis

4

Gambar 2.2 Osilasi harmonis sederhana sistem pegas-massa Secara umum gerak osilasi sederhana sistem bandul matematis dinyatakan dengan rumusan sebagai berikut (Jeulin -Study of simple pendulum): 𝑑2 𝜃 𝑑𝑡 2

+ 𝜔2 𝜃 = 0……………………………………(2.1) 𝑔

𝜔2 = 𝐿 …………………………………………….(2.2) 𝐿

𝑇 = 2𝜋√𝑔………………………………………….(2.3) dengan 𝜔 = frekuensi sudut osilasi, T= perioda osilasi, g = percepatan grvitasi,dan L= panjang tali bandul. Untuk sistem pegas-massa persamaan umum gerak osilasi harmonis sederhana dapat ditulis. 𝑑2 𝜃 𝑑𝑡 2

+ 𝜔2 𝑋 = 0 …………………………………..(2.4) 𝑘

𝜔2 = …………………………………………..(2.5) 𝐿

𝑚

𝑇 = 2𝜋√ 𝑘 ………………………………………….(2.6) Dengan k= tetapan pegas dan m= massa sistem.untuk sistem bandul fisis seperti , karena kedudukan pusat massa sistem bandul matematis berbeda dengan kedudukan pusat massa pada fisis maka dapat ditulis

5

𝑚

𝑇 = 2𝜋√ 𝑘 ………………..…………………(2.7) 𝜔2 =

𝑚𝑔𝐿 2𝐼

…………………..…….………….(2.8) 2𝐼

𝑇 = 2𝜋√𝑚𝑔𝐿……………………….………..(2.9) dengan I= momen lembam batang bandul Jika I= m(L/2)2, maka persamaan umum gerak osilasi bandul fisika adalah sama dengan persamaan umum gerak osilasi sederhana bandul matematis.

Gambar 2.3 Osilasi harmonis sistem bandul fisis. Ada beberapa istilah yang akan kita gunakan dalam membicarakan segala macam gerak osilasi, yaitu amplitudo, periode, frekuensi, dan frekuensi sudut. Amplitudo getaran yang biasa disimbolkan dengan huruf A merupakan besar perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan. Periode getaran yang biasa disimbolkan dengan huruf T merupakan waktu yang diperlukan untuk satu kali getaran/satu siklus. 𝑡

𝑇 = 𝑛………………………………..…….(2.10) Dimana T = peroide

6

t = waktu n = jumlah osilasi/getaran Frekuensi getaran dengan simbol huruf f adalah banyaknya getaran untuk satu satuan waktu. Satuan SI untuk frekuensi adalah hertz. 1hertz = 1Hz = 1 getaran/ sekon =1 getaran s-1. 𝑛

𝑓 = ………………………………… (2.11) 𝑡

Simpangan (Y) merupakan jarak antara benda saat bergetar dengan titik seimbangnya. Dalam gerak harmoni sederhana dan di nyatakan dalam persamaan berikut: = sin

..................................................(2.12)

Hubungan antara frekuensi dengan periode dinyatakan pada persamaan berikut ini: 1

𝑓 = ……………………………………(2.14) 𝑇

Frekuensi sudut getaran dengan simbol ω didefinisikan oleh ω πf………………………………………(2.15) Satuan SI untuk frekuensi sudut adalah radian (rad). Dalam sebuah ayunan bandul sederhana terdapat sebuah besaran yang disebut Amplitudo. Amplitudo adalah sebuah pengukuran skala yang non negatif dari besar osilasi suatu gelombang. Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak/ deviasi terjauh dari titik kesetimbangan. Amplitudo disimbolkan dalam system internasional (A) dan satuannya meter (m). Sedangkan amplitudo pada musik adalah volume sebuah sinyal audio. Sebuah gelombang amplitudo yang diukur dari dari jarak garis tengah dan ukuran ini disebut dalam satuan desibel. Terdapat tiga jenis utama dari amplitudo yaitu: 1. Mempunyai pengukuran skala yang non negatif dari besar osilasi gelombang. 2. Mempunyai jarak terjauh dari titik kesetimbangan dalam gelombang sinusoidal.

7

3. Mempunyai simpangan terbesar dan terjauh dari titik kesetimbangan dalam gelombang dan getaran. 2.2 Bandul Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periode yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Gerak bandul merupakan gerak harmonic sederhana yang terdiri dari tali dengan panjang L dan beban bermassa m. Gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dan tegangangan T pada tali. Bandul terbagi menjadi beberapa jenis yaitu : 2.2.1 Bandul Matematis Bandul matematis adalah bandul dengan objek ideal yang terdiri dari titik massa yang digantung pada tali ringan yang tidak dapat mulur. Karena tali yang digunakan pada bandul matematis ini sangat ringan sehingga massanya bisa diabaikan. Jika bandul ditarik kesamping maka bandul akan berayun ke bidang vertikal. Pada bandul matematis periode dan frekuensi sudut pada bandul tidak bergantung pada massa bandul melainkan bergantung pada banjang tali dan percepatan gravitasi setempat. Pada bandul matematis benda dapat bergerak atau berayun secara bebas dan periodik. Sehingga benda bergerak secara harmonic. Karena bandul ini bergerak secara periodik pada lintasan yang sama, maka bandul ini juga melakukan osilasi. 2.2.1 Bandul Fisis Jika benda kaku/ tegar digantungkan dari titik yang bukan pusat massanya, benda itu akan berosilasi saat menyimpang dari posisi kesetimbangannya. Sistem ini disebut bandul fisis. Pada bandul fisis massa penggantungya tidak diabaikan. Bandul fisis terdiri dari batang logam sebagai penggantung dan beban berbentuk silinder. bandul reversibel juga termasuk dalam jenis bandul fisis. Bandul fisis juga merupakan perpanjangan dari bandul sederhana. Bandul sederhana hanya terdiri dari tali-tali tak bermassa yang digantungkan pada satu partikel. Pendulum sederhana juga bisa disebut bandul matematis. Bandul fisis digunakan untuk menggambarkan Gerakan berayun dari bandul yang disebabkan oleh gravitasi

8

2.2.3 Bandul Reversibel Bandul Reversibel adalah bandul fisis yang mempunyai sepasang titik tumpu dengan jarak tetap satu terhadap lainnya. Periode osilasi bandul dapat diatur sehingga periode pada setiap titik tumpu sama atau hampir sama. Titik tumpu berupa pisau penumpu terbuat dari baja keras yang dapat diatur posisinya jika diperlukan. Bandul dilengkapi 2 buah pemberat (bob), 1 buah pemberat berfungsi sebagai pemberat pada posisi tetap dan pemberat lainnya dapat digeser sepanjang batang bandul.Pada percobaan, posisi “pemberat tetap” tidak diubah-ubah sedangkan “pemberat tidak tetap” digeser-geser untuk mendapatkan periode osilasi yang sama atau hampir sama pada kedua titik tumpu.Pengukuran waktu dapat dilakukan secara manual dengan stopwatch atau untuk akurasi pengukuran waktu yang lebih baik, gunakan Sistem Pengukur Waktu yang terdiri atas Gerbang Cahaya dan Pewaktu Cacah. 2.3 Gerak Harmonik Sederhana Penyebab benda bergetar adalah karena adanya gaya pemulih yang bekerja pada benda tersebut. Ketika gaya pemulih berbanding lurus dengan perpindahan dari titik kesetimbangan, getaran yang terjadi disebut gerak harmonik sederhana. Tidak semua getaran periodik merupakan gerak harmonik sederhana. Secara umum, gaya pemulih bergantung pada perpindahan dalam cara yang lebih rumit. Akan tetapi, dalam kebanyakan sistem, gaya pemulih kira-kira sebanding dengan perpindahan jika perpindahannya cukup kecil. Artinya, jika amplitudonya cukup kecil, getaran sistem yang demikian akan mendekati gerak harmonik sederhana. Gerakan yang terjadi berulang kali dalam selang waktu yang sama disebut gerakan periodik. Gerakan yang terjadi secara teratur disebut juga dengan gerakan harmonik. Gerak harmonik sederhana dibagi menjadi dua jenis yaitu Gerak Harmonik Sederhana Linier dimana beda bergerak horizontal atau vertikal (pegas dan sebagainya). Dan Gerak Harmonik Sederhana Angular yaitu osilasi atau gerakannya cenderung membentuk lingkaran, ayunan torsi dan lain sebagainya. Bandul reversibel termasuk

9

kedalam gerak harmonik sederhana angular, dimana bandul berosilasi juga berayun. Ketika partikel bergerak secara berkala di jalur yang sama, gerakan tersebut disebut gerakan berosilasi / bergetar. Bentuk gerak periodik yang paling sederhana adalah benda yang berosilasi di ujung pegas. Karenanya kita menyebutnya gerak harmonis sederhana dan periode ayunan tergantung dari panjang tali dan gravitasi. Semakin besar panjang talinya, semakin lama periodenya 2.4 Gaya Gravitasi Pada tahun 1687, Newton mempublikasikan hasil penelitiannya tentang hukum gravitasi pada risalahnya yang berjudul Mathematical Principles of Natural Philosophy. Hukum Newton ini menjelaskan bahwa : “setiap partikel di alam saling tarik menarik dengan partikel lain yang besarnya sebanding dengan perkalian massa kedua partikel dan berbanding terbalik terhadap kuadrat jarak kedua partikel”. Jika dua objek bermassa m1 dan m2 terpisah sejauh r maka besar rumus gaya gravitasi (Fg) kedua objek tersebut adalah 𝐹= dengan GG adalah

konstanta

𝐺𝑀1 𝑀2 𝑟2

universal

……………………………(2.16) gravitasi.

Besar GG adalah

G=6,674×10−11N.m2/kg2 Nilai G pertama kali ditemukan pada akhir abad ke sembilan belas berdasarkan eksperimen yang dilakukan oleh Sir Henry Cavendish (1731-1810) pada tahun 1798. Hukum Newton tentang gravitasi tidak pernah dinyatakan oleh Newton dalam bentuk persamaan (1) dan Newton tidak pernah menyebutkan konstanta G. 2.5 Perepatan Gravitasi Jika benda kecil bermassa m berada di permukaan Planet bermassa M maka gaya yang dialami oleh benda adalah sebesar; 𝑔=

𝐺𝑀 𝑟2

……………………..………..(2.17)

10

Percepatan Gravtitasi pada Bandul dirumuskan sebagai :

𝑔=

4𝜋2 .𝑙 𝑇2

…………………….………(2.18)

BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Diagram Alir Adapun diagram alir pada praktikum bandul reversibel sebagai berikut : Mulai

Memastikan jarak antara mata pisau pertama dengan maa pisau kedua berjarak 50 cm

Memastikan beban A sehingga berjarak 11 cm dari mata pisau pertama, mencatat sebagai Y0

Mengatur beban B sehingga berjarak 5 cm dari mata pisau pertama, mencatat sebagai Y

Menyiapkan bandul sejauh kira-kira 3 cm kemudian lepaskan sehingga bandul berosilasi. Megatur waktu untuk 10 osilasi dengan menggunakan time counter catatlah sebagai tA1

Membalik bandul sehingga mata pisau kedua berada diatas bantalan pisau

X

12

Menyimpangkan bandul sejauh kira-kira 3 cm kemudian lepaskan sehingga bandul berosilasi. Mengukur waktu untuk 10 osilasi dengan menggunakan jam henti. Mencatat sebagai tB1, menghitung periodenya, TBI

Membalikan kembali bandul pada posisi semula

Menggeser beban B sehingga jaraknya menjadi 10 cm vatatlah sebagai Y2

Melakukan langkah-langkah untuk jarak beban b selanjutnya dengan jarak Y3, Y4, dan seterusnya g=hingga pada jarak 45 cm dengan pergeseran beban 5 cm

Data Pengamatan PengamranPPengama tanPengamatan

Pembahasan

Kesimpulan

Litealur

Selesai

Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan Bandul Reversibel

13

3.2 Prosedur Percobaan Adapun prosedur percobaan pada percobaan Bandul Reversibel sebagai berikut : 1. Pastikan jarak antara mata pisau pertama dengan mata pisau kedua berjarak 50 cm. Catatlah sebagai l. 2. Pastikan beban A sehingga berjarak 11 cm dari mata pisau pertama! Catat sebagai yo. 3. Atur beban B sehingga berjarak 5 cm dari mata pisau pertama. Catatlah sebagai y. 4. Simpangkan bandul sejauh kira-kira 3 cm kemudian lepaskan sehingga bandul berosilasi. Ukurlah waktu untuk 10 osilasi dengan menggunakan time counter. Catatlah sebagai tA1. 5. Balikkan bandul sehingga mata pisau kedua berada di atas bantalan pisau. 6. Simpangkan bandul sejauh kira-kira 3 cm kemudian lepaskan sehingga bandul berosilasi. Ukurlah waktu untuk 10 osilasi dengan menggunakan jam henti. Catatlah sebagai tB1. Hitunglah periodenya, TB1. 7. Balikkan kembali bandul pada posisi semula. 8. Geser beban B sehingga jaraknya menjadi 10 cm. Catatlah sebagai y2. Lakukan langkah 4 s/d 7. 9. . Lakukan langkah 4 s/d 7 untuk jarak beban B selanjutnya dengan jarak y3, y4, dan seterusnya hingga pada jarak 45 cm, dengan pergeseran beban 5 cm. 3.3 Alat Yang Digunakan Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan Bandul Reversibel sebagai berikut :

14

1. Bandul Reversibel 1 set 2. Gerbang cahaya 1 buah 3. Pencacah pewaktu (timer counter AT 01) 1 buah 4. Dasar statif 1 buah 5. Batang statif 500 mm 1 buah 6. Boss-head 1 set 7. Penggaris 50 cm 1 buah

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Percobaan Adapun hasil percobaan yang didapat dari percobaan Bandul Reversibel dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4.1 Hasil percobaan A dan B No.

T (s)

1.

1,44

2.

1,42

g literatur (m/s2)

9.8

g percobaan (m/s2)

persen kesalahan (%)

9,5

3

9,78

0,2

4.2 Pembahasan Gerak osilasi merupakan gerakan yang berulang dari suatu benda, dimana setelah menempuh selang waktu tertentu benda tersebut akan kembali ke posisi kesetimbangannya. 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. Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periode yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Gerak bandul merupakan gerak harmonic sederhana yang terdiri

16

dari tali dengan panjang L dan beban bermassa m. Gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dan tegangangan T pada tali Bandul Reversibel adalah bandul fisis yang mempunyai sepasang titik tumpu dengan jarak tetap satu terhadap lainnya. Periode osilasi bandul dapat diatur sehingga periode pada setiap titik tumpu sama atau hampir sama. Titik tumpu berupa pisau penumpu terbuat dari baja keras yang dapat diatur posisinya jika diperlukan. Bandul dilengkapi 2 buah pemberat , 1 buah pemberat berfungsi sebagai pemberat pada posisi tetap dan pemberat lainnya dapat digeser sepanjang batang bandul.Pada percobaan, posisi “pemberat tetap” tidak diubah-ubah sedangkan “pemberat tidak tetap” digeser-geser untuk mendapatkan periode osilasi yang sama atau hampir sama pada kedua titik tumpu.Pengukuran waktu dapat dilakukan secara manual dengan stopwatch atau untuk akurasi pengukuran waktu yang lebih baik, gunakan Sistem Pengukur Waktu yang terdiri atas Gerbang Cahaya dan Pewaktu Cacah. Konsep atau prinsip kerja bandul reversibel merupakan bandul fisis yang memiliki sepasang titik tumpu dengan jarak yang tetap antara satu dengan yang lainnya. Maka konsep yang ada didalam bandul reversibel ini adalah bergerak bolakbalik dengan bergerak secara harmonik sederhana, dengan periode dan amplitudo stabil sehingga dapat dikatakan gerak harmonik ini konstan dan berulang. Periode osilasi bandul dapat diatur sehingga periode setiap pivot point sama atau hampir sama. Titik tumpu terbuat dari baja keras dan dapat ditempatkan sesuai kebutuhan. Bandul memiliki dua palu berat, satu pemberat berfungsi sebagai pemberat pada posisi tetap dan pemberat lainnya dapat bergerak di sepanjang tubuh bandul reversibel. Tujuan dari percobaan Bandul Reversibel yaitu untuk memahami konsep bandul reversibel dan menentukan nilai percepatan gravitasi. Prosedur pada percobaan bandul revrsibel yaitu yang pertama mem astikan jarak antara mata pisau

17

pertama dengan mata pisau kedua berjarak 50 cm. Catatlah sebagai l. Setelah itu. memastikan beban A sehingga berjarak 11 cm dari mata pisau pertama Catat sebagai yo.Atur beban B sehingga berjarak 5 cm dari mata pisau pertama. Catatlah sebagai y.setelah itu simpangkan bandul sejauh kira-kira 3 cm kemudian lepaskan sehingga bandul berosilasi. Ukurlah waktu untuk 10 osilasi dengan menggunakan time counter. Catatlah sebagai tA1.Balikkan bandul sehingga mata pisau kedua berada di atas bantalan pisau. Kemudian simpangkan bandul sejauh kira-kira 3 cm kemudian lepaskan sehingga bandul berosilasi. Ukurlah waktu untuk 10 osilasi dengan menggunakan jam henti. Catatlah sebagai tB1. Hitunglah periodenya, TB1.Terakhir Balikkan kembali bandul pada posisi semula. Fenomena yang terjadi pada perobaan A dan Percobaan B yaitu ketika bandul diletakan pada bantalan bandul, bandul akan mengalami osilasi sebanyak yang sudah ditentukan yaitu sebanyak 10 kali dan akan mengjasilkan waktu yang dibutuhkan bandul tersebut untuk berosilasi sebanyak 10 kali yang dapat dilihat pada time counter. Bandul bisa berosilasi karena memanfaatkan gaya gravitasi bumi. Periode bandul dipengaruhi oleh panjang tali, massa beban, gravitasi bumi, jumlah osilasi, dan waktu untuk osilasi. Setelah mendapatkan nilai peiode dari masing-masing percobaan, selanjutnya nilai percepatan gravitasi bisa dhitung. . Untuk mendapatkan nilai percepatan gravitasi percobaan ialah dengan cara mengalikan 4 dengan phi (3,14) yang dikuadratkan kemudian dikali dengan hasil pembagian Panjang bandul yaitu 0,5 m, dengan nilai periode yang didapatkan dari masing-masing percobaan.

18

Ta, Tb VS y 1.65

1.6 1.55 1.5 1.45 1.4 1.35 1.3 1.25 5

10

15

20

25

30

35

40

45

Gambar 4.1 Grafik Periode TA dan TB terhadap y Hasil percobaan bandul revrsibel diperoleh titik potong data TA dan TB yaitu masing-masing sebesar 1,44s dan 1,42 s, dengan jarak dari titik potong sebesar 0,5 m. setelah menentukan titik potong dan jarkanya maka diperoleh nilai gravitasi untuk percobaan A sebesar 9,5 m/s2 dan untuk percobaan B sebesar sebesar 9,78 m/s2. Nilai ini berbeda dengan nilai percepatan gravitasi pada litelatur yaitu sebesar 9,8 m/s2. Persen kesalahan dapat dicari dengan membagi hasil pengurangan dari nilai percepatan gravitasi literatur dengan nilai percepatan gravitasi percobaan lalu dimutlakan hasinya, kemudian dibagi dengan nilai percepatan gravitasi literatur dan mengalikannya dengan 100%. Setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan persentase kesalahan percobaan A sebesar 3% dan persen kesalahan B sebesar 0,2 %. Perbedaan percepatan gravitasi pada percobaan dibandingkan pada litelatur tergolong sangat kecil. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi hasil dari percobaan bandul reversibel pada hasil percepatan gravitasinya bisa bermacam-macam, yang pertama

19

faktor praktikan sendiri yang kurang tepat dalam menghitung dan menentukan titik perpotongannya, yang kedua faktor alat yang digunakan saat percobaan bandul reversibel belum terpasang dengan baik sehingga data yang didapat tidak akurat, dan yang terakhir faktor lingkungan yang mana nilai percepatan gravitasi bumi sebenarnya memiliki nilai yang berbeda dari satu tempat ke tempat yang lain tergantung ketinggiannya. Prinsip bandul sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Salah satunya pada penggunaan jam bandul atau sering disebut dengan jam lemari karena bentuknya yang sebesar lemari. Sesuai namanya, jam ini punya ciri khas bandul (pendulum) yang terus bergerak ke kiri dan ke kanan. Ciri khas lainnya adalah adanya rantairantai dengan beban yang harus ditarik tiap beberapa hari. Saat jarum panjang menunjuk angka 12, bilah-bilah besi pada jam ini akan menghasilkan denting suara yang merdu. Bandul, rantai, dan suara merdu inilah yang membuat jam bandul masih tetap diminati hingga sekarang, bukan hanya oleh para pencinta benda antik. Karena tidak menggunakan tenaga baterai, jam bandul bekerja dengan memanfaatkan tenaga gravitasi atau pegas. Bandul memiliki peranan penting. Poros bandul ini terkait dengan bagian yang berfungsi menggerakkan roda gigi penunjuk detik, menit, jam, dan seterusnya. Tanpa adanya gerakan bandul, jam tidak dapat menunjukkan waktu dengan benar.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan bandul reversibel sebagai berikut : 1. Bandul reversibel adalah bandul fisis yang mempunyai sepasang titik tumpu dengan jarak tetap antara satu denga lainnya. 2. Besarnya nilai percepatan gravitasi yang didapat pada percobaan A dan B yaitu 9,5 m/s2 dan 9,78 m/s2..

5.2 Saran Adapun saran yang dapat diambil dari percobaan bandul reversibel sebagai berikut : 1. Memastikan alat-alat yang digunakan terpasang sempurna agar mendapatkan data yang akurat. 2. Menggunakan alat yang berbasir sensor jika ingin mengurangi kesalahan pada pengambilan data. 3. Jika praktikum masih dilakukan secara daring mungkin praktikum bisa dilakukan secara langsung melalui room meeting, agar praktikan benar-benar mengetahui baik proses prosedurnya maupun proses pengambilan datanya.

21

DAFTAR PUSTAKA

[1]

Febriana, Annisa.2016. Laporan Praktikum GHS bandul reversibel. academi.edu. Diakses pada 14 April 2021 melalui https://www.academia.edu/25520800/Laporan_Praktikum_GHS_b andul_reversibel

[2]

Muhammad, Umam. 2018. LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR II. Academi.edu. Diakses pada 14 April 2021 melalui https://www.academia.edu/38121956/LAPORAN_AKHIR_PRAK TIKUM_FISIKA_DASAR_II

[3]

S. M. Sutisna, Modul 1 bunyi dan getaran.

[4]

K. S, "Percobaan Osilasi Bandul Fisis Bentuk Sederhana Sebagai Tugas Proyek Penelitian Momen Inersia Di SMA," 2012.

[5]

M. Abdullah, FISIKA DASAR I, Bandung, 2006

22

LAMPIRAN A PERHITUNGAN Mencari Periode Percobaan A

𝑇=

𝑡 𝑛 15,59

•

𝑦1 → 𝑇 =

•

𝑦2 → 𝑇 =

14,73

•

𝑦3 → 𝑇 =

14,31

•

𝑦4 → 𝑇 =

13,81

•

𝑦5 → 𝑇 =

13,75

•

𝑦6 → 𝑇 =

13,81

•

𝑦7 → 𝑇 =

14,03

•

𝑦8 → 𝑇 =

14,56

•

𝑦9 → 𝑇 =

15,25

10

10

10

10

10

10

10

10

10

= 1,559 s

= 1,473 s

= 1,431 s

= 1,381 s

= 1,375 s

= 1,381 s

= 1,403 s

= 1,456 s

= 1525 s

23

Mencari Periode Percobaan B

𝑇=

𝑡 𝑛

•

𝑦1 → 𝑇 =

15,42

•

𝑦2 → 𝑇 =

14,97

•

𝑦3 → 𝑇 =

14,13

•

𝑦4 → 𝑇 =

13,96

•

𝑦5 → 𝑇 =

13,9

•

𝑦6 → 𝑇 =

14,07

•

𝑦7 → 𝑇 =

14,27

•

𝑦8 → 𝑇 =

15,05

•

𝑦9 → 𝑇 =

16,07

10

10

10

10

10

10

10

10

10

= 1,542 s = 1,497 s

= 1,413 s = 1,396 s

= 1,39 s = 1,407 s = 1,427 s = 1,505 s

= 1,607 s

Mencari Percepatan Gravitasi A 4𝜋 2 . 𝑙 𝑔= 𝑇2 Diketahui : T1 = 1,44 s T2 = 1,42 s l = 0,5 m

24

𝑔=

4(3,14)2 . 0,5 1,442

= 9,5 m/s² Persentase kesalahan 𝑔 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 − 𝑔 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛 |𝑥 100% 𝑔 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟

%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = | =|

9,8−9,5 9,8

| 𝑥100%

= 3% Mencari Percepatan Gravitasi B 4(3,14)2 . 0,5 𝑔= 1,422 = 9,78 m/s² Persentase kesalahan %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = | =|

𝑔 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 − 𝑔 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛 |𝑥 100% 𝑔 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟

9,8−9,78 9,8

= 0,2%

| 𝑥100%

25

LAMPIRAN B JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS KHUSUS B.1 Jawaban Pertanyaan Modul 1. Jelaskan bagaimana bandul reversibel dapat digunakan untuk menentukan nilai percepatan gravitasi! Menentukan nukan percepatan gravitasi dapat dilakukan dengan menggunakan metode bandul reversibe. Metode ini digunakan dengan cara mengosilasikan bandul sebanyak yang diperlukan dan menghasilkan waktu. Kemudian jumlah osilasi dan waktu yang didapat digunakan untuk menentukan periodenya dimana periode merupakan jumlah waktu yang dibutuhkan bandul untuk mengalami satu kali osilasi. 2.

Cara apa saja yang dapat dilakukan untuk memperoleh harga percepatan

gravitasi bumi selain menggunakan bandul reversibel? Menggunakan metode gerak jatuh bebas. Metode ini dilakukan secara manual dengan menggunakan stopwatch untuk mengukur waktu tempuh benda menyentuh lantai, kemudian menggunakan persamaan memecahkan data, sehingga diperoleh nilai percepatan gravitasi. 3. Sebuah bandul matematis terdiri dari tali yang mempunyai panjang 30 cm dan pada ujung bawah tali digantungi beban bermassa 500 gram. Jika percepatan gravitasi 9.8 m/s2 maka berapakah periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana? Diketahui = l = 30 cm = 0,3 m m = 500 gr = 5 kg g = 9,8 m/s2 ditanya = T dan f ? 𝑙

0,3

𝑇 = 2𝜋√𝑔 = 2(3,14) √9,8 = 1,09 s 1

1

f = 𝑇 = 1,09 = 0,91 Hz

26

4.

Diketahui jari-jari bumi 3,7 kali jari-jari bulan, massa bumi 81,3 kali massa

bulan dan percepatan gravitasi bumi sebesar 9,8 m/s2 . Jika berat seseorang dibumi adalah 500 N. Hitunglah percepatan gravitasi bulan dan berat orang tersebut saat di bulan Diketahui = A = Bumi, B = Bulan RA = 3,7B MA = 81,3 MB gA = 9,8 m/s2 w = 500 N m = 50 kg Ditanya = gBulan dan berat orang di bulan W=F 𝑊𝐴 𝑊𝐵

𝑊𝐴 𝑊𝐵

=

=

𝑚𝑔𝐴 𝑚𝑔𝐵

𝐺.𝑀𝐴 . 𝑟2 𝐴 𝐺.𝑀𝐵 𝑟2 𝐵

𝑊𝐵 = 500 𝑥

(3,7)2 81,3

𝑊𝑏 = 𝑚 𝑔𝑏 84,19 = 50(gb) 𝑔𝑏 = 1,68 𝑚 /𝑠 2

= 84,19 N

27

5. Diketahui ada 2 planet dengan massa yang berbeda yaitu 4020 kg dan 1020 kg. Kedua planet ini memiliki jarak 105 km. Berata besar gaya gravitasi antara dua planet? Diketahui = m1 = 4020 kg m2 = 1020 kg r = 105 km = 105000 m F=? F=G

𝑚1.𝑚2 𝑟2

B.2. Tugas Khusus

-

= 6,674 x 10-11

4020(1020) 1050002

= 2,48 𝑥 10−11 N

28

LAMPIRAN C GAMBAR ALAT YANG DIGUNAKAN

Gambar C.1 Bandul Reversibel

Gambar C.3 Mata pisau pertama

Gambar C.5 Penggaris

Gambar C.2 Beban A

Gambar C.4 Mata pisau kedua dan Beban B

Gambar C.6 Kunci L

29

Gambar C.7 Time Counter Statif

Gambar C.9 Bantalan Bandul

Gambar C.8 Gerbang cahaya dan

30

LAMPIRAN D BLANGKO PERCOBAAN BLANGKO PERCOBAAN BANDUL REVERSIBEL

NAMA NIM/GRUP JURUSAN REKAN

DATA PRAKTIKAN MUHAMMAD DESAR EKA SYAPUTRA 3334200010/C3 TEKNIK METALURGI 'Afif Rizky Tri Nugroho/3334200033 Miftahul Jannah Ardani/3334200064 Rafi Nurdwi Raharjo/3334200081 9 APRIL 2021

TGL PEROBAAN A. PERCOBAAN 1

JARAK BEBAN B DARI MATA PISAU PERTAMA cm y1 5 y2 10 y3 15 y4 20 y5 25 y6 30 y7 35 y8 40 y9 45

WAKTU UNTUK 10 OSILASI (tA) detik 15,59 14,73 14,31 13,81 13,75 13,81 14,03 14,56 15,25

PERIODE (TA) detik 1,559 1,473 1,431 1,381 1,375 1,381 1,403 1,456 1,525

B. PERCOBAAN 2

JARAK BEBAN B DARI MATA PISAU KEDUA cm y1 y2

45 40

WAKTU UNTUK 10 OSILASI (tB) detik

PERIODE (TB) detik

15,42 14,97

1,542 1,497

31

y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9

35 30 25 20 15 10 5

No.

14,13 13,96 13,9 14,07 14,27 15,05 16,07

g literatur (m/s2)

T (s) 1,44

1. 2.

g percobaan (m/s2) 9,5

persen kesalahan (%) 3

9,78

0,2

9.8

1,42

1,413 1,396 1,39 1,407 1,427 1,505 1,607

Grafik Periode TA dan TB terhadap y

Ta, Tb VS y 1.65 1.6 1.55 1.5 1.45 1.4 1.35 1.3 1.25 5

10

15

20

25

30

35

40

45

32

Suhu ruang awal Suhu ruang akhir Sikap barometer awal Sikap barometer akhir

= 26℃ = 26℃ = 755 mmHg = 755 mmHg