NEWS GUE: Laporan FISIKA DASAR

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Judul Praktikum : Bandul

1.2 Tanggal Praktikum : 05 Oktober 2012

1.3 Tujuan Percobaan :

1. Mempelajari osilasi bandul matematis.

2. Menghitung percepatan gravitasi bumi dengan bandul matematis.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Bandul

Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galileo Galilei, bahwa perioda (lama gerak osilasi satu ayunan, T) dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatan gravitasi.

Gerak osilasi (getaran) yang populer adalah gerak osilasi pendulum (bandul). Pendulum sederhana terdiri dari seutas tali ringan dan sebuah bola kecil (bola pendulum) bermassa m yang digantungkan pada ujung tali, gaya gesekan udara kita abaikan dan massa tali sangat kecil sehingga dapat diabaikan relatif terhadap bola. Dengan bandulpun kita dapat mengeahui grafitasi di tempat bandul tersebut diuji.

Bandul sederhana adalah sebuah benda kecil, biasanya benda berupa bola pejal, digantungkan pada seutas tali yang massanya dapat diabaikan dibandingkan dengan massa bola dan panjang bandul sangat besar .dibandingkan dengan jari-jari bola. Ujung lain tali digantungkan pada suatu penggantung yang tetap, jika bandul diberi simpangan kecil. dan kemudian dilepaskan, bandul akan berosilasi (bergetar) di antara dua titik, misalnya titik A dan B, dengan periode T yang tetap. Seperti sudah dipelajari pada percobaan mengenai, getaran, satu getaran (1 osilasi) didefinisikan sebagai gerak bola dari A ke B dan kembali ke A, atau dari B ke A dan kembali ke B, atau gerak dari titik a ke A ke B dan kembali ke titik O.
Ada beberapa parameter (atau variabel) pada bandul, yaitu periodenya (T), ), massa bandul (m), dan simpangan sudut (O) panjangnya (l ).

(Sumber : Giancoli. 2001. Física Edisi relima, Jilid 2. Erlangga.)

2.2 Gerak Osilasi

Gerak osilasi (getaran) yang populer adalah gerak osilasi pendulum (bandul). Pendulum sederhana terdiri dari seutas tali ringan dan sebuah bola kecil (bola pendulum) bermassa m yang digantungkan pada ujung tali, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Dalam menganalisis gerakan pendulum sederhana, gaya gesekan udara kita abaikan dan massa tali sangat kecil sehingga dapat diabaikan relatif terhadap bola. Gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat (w = mg) dan gaya tegangan tali FT. Gaya berat memiliki komponen mg cos teta yang searah tali dan mg sin teta yang tegak lurus tali. Pendulum berosilasi akibat adanya komponen gaya berat mg sin teta. Karena tidak ada gaya gesekan udara, maka pendulum melakukan osilasi sepanjang busur lingkaran dengan besar amplitudo tetap sama.Hubungan antara panjang busur x dengan sudut teta dinyatakan dengan persamaan :

x = L Ө

(ingat bahwa sudut teta adalah perbandingan antara jarak linear x dengan jari-jari lingkaran (r) jika dinyatakan dalam satuan radian. Karena lintasan pendulum berupa lingkaran maka kita menggunakan pendekatan ini untuk menentukan besar simpangannya. Jari-jari lingkaran pada kasus ini adalah panjang tali L)

Periode Bandul sederhana dapat kita tentukan menggunakan persamaan :

T = 2

Dimana :

T = priode

l = panjang tali

g = gravitasi bumi

Frekunsi Bandul Sederhana

F =

T adalah periode, f adalah frekuensi, L adalah panjang tali dan g adalah percepatan gravitasi.Berdasarkan persamaan di atas, tampak bahwa periode dan frekuensi getaran pendulum sederhana bergantung pada panjang tali dan percepatan gravitasi. Karena percepatan gravitasi bernilai tetap, maka periode sepenuhnya hanya bergantung pada panjang tali (L). Dengan kata lain, periode dan frekuensi pendulum tidak bergantung pada massa beban alias bola pendulum. Anda dapat dapat membuktikannya dengan mendorong seorang yang gendut di atas ayunan. Bandingkan dengan seorang anak kecil yang didorong pada ayunan yang sama.

(Sumber : Maria. 2007. Kimia dan Kecakapan Hidup.Ganeca.)

2.3 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, yaitu (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 frekuensi adalah satu kali gerak bolak-balik penuh. Satu getaran lengkap adalah gerakan dari a-b-c-b-a.

Periode ayunan Bandul adalah:

T = 2

L = Panjang Tali

g = Percepatan Gravitasi

Untuk menentukan g kita turunkan dari rumus di atas:

T² = 4π² * (L/g)

g = 4π² * (L/T²)

g = 4π² * tan α ; tan α = Δ L / T²

Periode juga dapat dicari dengan 1 dibagi dengan frekuensi. Frekuensi adalah benyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Rumus frekuensi adalah jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu. Frekuensi memiliki satuan hertz / Hz.

(Sumber: I Made Satriya.2007.Penuntun Praktikum Fisika Dasar (Farmasi).Bali)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat Dan Bahan

3.1.1 Bandul matematis dan perlengkapannya

3.1.2 Stop watch

3.1.3 Mistar

3.2 Cara Kerja

3.2.1 Bandul matematis diatur dengan panjang tali 50cm. Kemudian bandul tersebut diusahakan berada dalam keadaan seimbang.

3.2.2 Bandul tersebut diberi simpangan kecil kemudian dilepaskan. Diusahakan agar ayunan mempunyai lintasan dalam bidang tidak berputar.

3.2.3 Waktu yang dibutuhkan untuk 8 getaran dicatat. Lalu percobaan tersebut diulangi sebanyak 5 kali.

3.2.4 Kemudian diulangi dengan panjang tali yang berbeda.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

No	Panjang tali	Sudut	Putaran	Waktu	Periode
1	50cm	30⁰	8 kali	11 s	2,258 s
	50cm			11 s
	50cm			11 s
2	40cm	30⁰	8 kali	10 s	2,020 s
	40cm			10 s
	40cm			10 s
3	30cm	30⁰	8 kali	9s	1,749 s
	30cm			9s
	30cm			9s
4	20cm	30⁰	8 kali	8s	1,428 s
	20cm			8s
	20cm			8 s
5	10cm	30⁰	8 kali	6s	1,010 s
	10cm			6s
	10cm			6s

4.2 Pembahasan

Pada percobaan diatas dengan panjang tali yang sama memiliki hasil yang sama pada perhitungan waktu dalam satu putaran bandul.Hal ini disebabkan percepatan yang diberikan pada bandul bernilai sama, begitu pula pada simpangan yang diberikan.

Ketika panjang tali dirumah maka waktu yang diperoleh dalam satu putaran bandul akan semakain cepat.Sehingga dapat disimpulkan semakin rendah tali yang di pakai semakin cepat waktu yang dibutuhkan beban untuk mencapai satu putaran penuh.Kemudian gravitasi akan sangat berpengaruh dalam penentuan jumlah prioda pada bandul.

BAB V

KESIMPULAN.

1. Dengan melakukan percobaan diatas kita dapat mengetahui berapa pengaruhnya kecepatan gravitasi pada kehidupan sehari – hari.

2. Semakin pendek tali maka akan semakin sedikit pula waktu yang diperlukan dalam satu putaran bandul.

3. .Dengan melakukan percobaan diatas kita dapat mengetahui berapa pengaruhnya kecepatan gravitasi pada kehidupan sehari – hari.

DAFTAR PUSTAKA

1. Giancoli, Douglas C. 2001. Física Edisi relima, Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

2. Suharsini, Maria, dkk. 2007. Kimia dan Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca.

3. Wibawa, I Made Satriya. 2007. Penuntun Praktikum Fisika Dasar (Farmasi). Bali

LAMPIRAN II.Perhitungan

LAMPIRAN III.TUGAS

1. Apakah osilasi bandul matimatis memenuhi keadaan gerak harmonis sederhana?jelaskan

2. Buatlah grafik hubungan periode (T) dengan panjang tali (I)

Jawaban:

1. Menurut saya ya, osilasi bandul matematis telah memenuhi gerak sederhana karena telah melakukan getaran penuh sampai 8 kali dengan gesekan di udara dan massa tali yang diabaikan.

2. Grafik .