LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR PERCEPATAN GRAVITASI BUMI
Oleh: Ephas indika A Moh . Saifudin Z Miftakhu Firdhaus Asisten
: Zilmi K
LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2014
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 latar belakang percepatan gravitasi adalah percepatan yang dialami oleh benda yang jatuh dari ketinggian tertentu menuju permukaan bumi. Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh fisikawan , besar percepatan gravitasi bumi adalah 9.8 m/s2 , ini adalah nilai rata-rata nilai p[ercepatan gravitasi dibeberapa tempat yang berbeda bias saja tidak sama dengan 9.8m/s2 . percepatan gravitasi bumi mempunyai arah selalu menuju pusat bumi , ini memungkinkan untuk tiap benda atau objek yang ada pada permukaan bumi tertarik oleh bumi menuju pusat bumi. Jika tanpa adanya percepatan gravitasi bumi tiap benda atau objek dipermukaan bumi tidak akan mempunyai berat dan akan selalu melayang. Nilai percepatan gravitasi bumi diukur dengan berbagai metode. Benuk paling sedrhana dengan menggunakan bandul matematik , dan menggunakan pegas yabg sudah diketahui konstantannya. Dengan melakukan pengukuran dapat ditentukan nilai percepatan gravitasi di suatu t empat , yang umumnya berbeda dengan tempat lain. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah pada ercobaan kali ini sebagai berikut : 1. Bagaimana cara menentukan percepatan gravitasi menggunakan bandul matematis ? 2. Bagaimana cara menentukan percepatan gravitasi menggunakan bandul fisis dengan beban ataupun tidak ? 3. Apa factor yang mempengaruhi percepatan gravitasi para percobaan ini ? 1.3 Tujuan Adapun tujuan dalam praktikum kali ini yaitu : 1. Dapat menentukan percepatan gravitasi menggunakan bandul matematis.
2. Dapat menentukan percepatan gravitasi dengan menggunakan bandul fisis dengan beban ataupun tidak. 3. Dapat mengetahui factor yang mempengaruhi gravitasi bumi pada bandul matematis dan fisis. 1.4 Manfaat Adanya percepatan gravitasi bumi menarik bulan kepusat bumi , sedangkan gaya gravitasi bulan tetap mempertahankan posisi bulan , sehingga menghasilkan gaya sentrifugal yang membuat bulan berputar pada porosnya dan mengelilingi bumi agar tidak tertarik kepusat gravitasi bumi at au tetap berada pada orbitnya. Sebuah benda yang jatuh ketanah diakibatkan ada nya gaya gravitasi bumu yabf menariknya menuju pusat bumi.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Percepatan objek yang berada dipermukaan laut dikatakan ekuivalen dengan satu gram , yang didefinisikan memiliki nilai 9.8 m/s2. Percepatan ditempat lain sebenarnya dikoreksi dari nilai ini sesuai dengan ketinggiandan pengaruh benda-benda bermassa besar disekitarnya. Umumnya digunakan nilai 9.8 m/s2 untuk memudahkan proses perhitungan matematisnya. Nilai percepatan gravitasi diperoleh dari persamaan umum gaya gravitasi antara dua benda ( objek dan bumu ) yaitu :
= = (wilkipedia) Getaran harmonic sederhan adalah gerakan yang dialami oleh partikel sebagai subjek dari gaya yang proporsional untuk mengganti partikel tetapi berada didepan lembing atau tanda (Walker , 2008) Jika bahan ditarik dari kedudukan setimbang lalu dilepaskan maka benda berada diujung pegas akan bergetar keatas dan kebawah. Gerak seperti ini disebut gerak periodic atau getaran.
=2 Periode dilambangkan denga huruf T dimana periode te rsebut didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk melakukan sebuah getaran , ayunan atau lamda (λ). Periode ini selalu bernilai positif, satuan dari periode dalam SI adalah sekon atau detik, tetapi terkadang didefinisikan sebagai “detik tiap getaran” (Young , 2008 ).
Ketika titik massa suatu bandul berada pada satu garis lurus dan seimbang maka posisi tersebut dinamakan titik atau posisi kesetimbangan. Ayunan sederhana adalah suatu system yang terdiri dari se buah massa titik yang digantung dengan tali tanpa massa dan tidak dapat mulur. Jika a yunan ditarik kesamping dari titik setimbang dengan sudut simpangan terkecil kemudian dilepas maka bandul akan berayun pada bidang vertical dibawah pengaruh gravitasi dan getaran yang terjadi adalah gerak harmonic sederhana ( Lesmono , 2012). Seuah ayunan dengan panjang tali (l) dan beban bermassa (m) dan membuat sudut θ terhadap arah vertical. Satu ayunan adalah satu gerak pulang pergi dengan waktu yang diperlukan , untuk satu ayun disebut periode .
=2 Sehingga didapatkan persamaan gravitasi sebagai berikut :
4 = (Nolan , 1993) Sebuah bandul sederhana, sebuah modelmyang direalisasikan untuk sebuah system yang lebih rumit, terdiri dari sebuah titi k bermassa (m) digantungka oleh seutas tali dititik 0 dan M disimpangkan shingga membentuk sudut θ terhadap titik setimbang oleh gaya balik (T) yang komponen dari gaya berat pada m, syarat yang perlu bagi gerak harmonic sederhan adalah gaya pengembalian akan sebanding dengan koordinat X dan berlawanan arah ( sears , 1987).
BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan bahan Adapun alat dan bahan pada percobaan kali ini sebagai berikut : 1. Bandul matematis, untuk menentukan percepatan gravitasi. 2. Bandul fisis, untuk menentukan percepatan gravitasi. 3. Beban, untuk menyeimbangkan tali pada titik setimbang. 4. Stopwatch, untuk mengukur waktu yang diperlukan untuk satu getaran. 5. Busur derajat, untuk mengukur sudut ayunan. 6. Mistar, untuk mengukur panjang tali. 3.2 desain percobaan adapun desain percobaan pada percobaan kali ini yaitu :
Gambar 3.2.1 bandul matematis. (sumber : odul praktikum fisika 2014)
Gambar. 3.2.2 bandul fisis. (sumber : modul praktikum fisika 2014)
Gambar : 3.2.3 bandul fisis denga beban (sumber : modul praktikum fisika 2014)
3.3 langkah kerja adapun langkah kerja pada percobaan kali ini yaitu : a. menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul matematis. 1. Diatur alat seperti gambar 3.2.1 dengan anjang tali 100 cm. 2. Diatur agar ujung bandul tepat ditengah . 3. Diberi simpangan kecil pada bandul , lalu lepaskan. Usahakan ayunan punya lintasan bidang dan tidak berputar. 4. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk 5 kali getaran. 5. Diulangi langkah 1-4 sebanyak 5 kali. 6. Diulangi langkah 1-5 dengan 3 panjang tali yang berbeda. b. Menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul fisis. 1. Dicatat massa batang 2. Diletakkan batang pada suatu kedudukan dan dicari pusat massanya. 3. Diletakkan batang pada titik P, dicatat jarak d yaitu antara titik P dan C. 4. Dicatat pula jarak antara Odan P. 5. Diayunkan batang dengan member simpangan kecil, catat waktu yang dibutuhkan waktu 6 kali getaran. 6. Diulangi langkah 5 seanyak 5 kali. 7. Diulangi langkah 3-6 untuk 3 kali jarak yang berbeda. c. Menentukan percepatan gravitasi dengan menggunakan bandul fisis dengan beban. 1. Dicatat massa silinder pejal dan jari-jarinya. 2. Diletakkan batang pada suatu kedudukan dan dicari pusat massa (m). 3. Digantungkan batang pada titik P, catat jarak d yaitu antara tit ik P dan C. 4. Dicatat pula jarak antara O dan P. 5. Diayunkan dengan diberi simpangan kecil, dicatat waktu yang dibutuhkan untuk 6 kali getaran. 6. Diulangi langkah 6 sebanyak 5 kali. 7. Diulangi langkah 3-7 untuk 3 jarak yang berbeda.
3.4 metde analisis. A. Menentukan nilai (g) menggunakan bandul matematis.
= ∑ − ∆= − − ∆= 0.68 ∆ ∆ !=100 % ∆ =100% =1log ∆ B. Menentukan momen inersia pada bandul fisis tanpa beban *missal OP = y.
= −+ −+ ∆= |∆| |2| ∆| − |∆| !=100 % ∆ =100% =1log ∆ C. Menentukan percepatan gravitasi dengan menggunakan bandul fisis tanpa beban.
=2 4 33 = 3
∆ 4 33 4 2 0. 6 8 ∆ ( ) 0. 6 8 ∆ 3 3 = 4 23 8 33 3 ( ) 0.68 ∆ 3 ∆ !=100 % ∆ =100% =1log ∆ D. Menentukan momen inersia pada bandul fisisdengan penambahan beban,
= ++ −+ |∆||2 ||∆| ∆=+ |∆|−+ |2|| ∆| 23 3 |∆| || |∆| !=100 % ∆ =100% =1log ∆ E. Menentukan percepatan gravitasi menggunakan bandul fisis dengan penambahan beban.
= +++−+
∆
2 4 ( ) 0.68 ∆ 3 ( ) 0.68 ∆ 4 4 ( 23 ) 0.68 ∆ 4 ( ) 0.68 ∆ 6 6 66 46 362 0.68 ∆ = 4 362 66 0.68 ∆ 6 3 6 2 66 ∆ 3 6 2 66 ∆ !=100 % ∆ =100% =1log ∆
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul matematis. d
tr
g
∆g
N
I
K
AP
1
10
9.8
0.3
5
4%
96%
2
0.75
996%
29.5
0.5
5
5%
95%
2
0.5
895%
92.0
0.8
5
9%
91%
2
(g±∆g)
B. Menentukan percepatan gravitasi bumi dengan bandul fisis tanpa beban. d
OP
tr
T
I
θ
g
∆g
0.6
0.05
10.5
1.75
0.41
5
10.77
0.0012
0.5
0.15
10.6
1.76
0.34
5
9.96
0.0016
0.4
0.25
10.3
1.71
0.26
5
10.1
0.0026
I
K
AP
0.01%
99.99%
4
0.02%
99.98%
4
0.03%
99.97%
4
(g±∆g)
C. Menentukan percepatan gravitasi bumu dengan bandul fisis dengan beban. d
OP
t
T
I
J
g
∆g
I
K
AP
(g±∆g)
a. Pada bandul matematis
45
40
35
30
2 25 π l
4 = Y 20 15
10
5
0 0
0.5
1
1.5
2
2.5 A=T2
3
3.5
4
4.5
b. Pada bandu fisis tanpa beban
33.5
33
32.5
d m / 2
32
π31.5
4 I = y
31
30.5
30
29.5 4.2
4.25
4.3
4.35
4.4 x=T2
c. Pada bandul fisis dengan penambahan beban
60
55
50
d ) m +45 M ( / 2 π
4 =40 Y
35
30 3
3.5
4
4.5 2
x=T
5
5.5
6
4.45
4.5
4.55
BAB 5 PENUTUP
5.1 kesimpulan Adapun kesimpulan pada praktikum kali ini yaitu : 1. Percepatan objek yang berada dipermukaan laut diukur ekuivalen dengan satu gram , memiliki nilai 9.8 m/s2. 2. Menentukan nilai percepatan gravitasi dengan bandul dapat dilakukan dengan bandul fisis maupun matematis, yaitu dengan cara menurunkan rumus agar diketahui nilai g. 3. Besaran yang mempengaruhi dari percepatan gravitasi dengan bandul matematis adalah panjang tali dan periode , sedangkan pada bandul fisis yaitu momen inersia batang , massa batang , panjang batang dan periode. Pada bandul fisis dengan adanya beban yang mempengaruhi adalah massa beban , massa batang , panjang batang , periode dan momen inersia. 5.2 Saran Praktikan diharapkan tidak menyimpangkan bandul lebih dari 10 deraj at , karena akan mempengaruhi dari hasilnya. Serta dalam menyimpangkan seharusnya berada pada lintasan bidang dan tidak berupa lintasan melingkar.
DAFTAR PUSTAKA
Halliday , Resnick and Walker. 2008.0fundamental of physics. Jakarta: erlangga. Lesmono.2012. jurnal pembelajaran fisika. Jember : universitas jember. Sears dan zemansky. 1987.fisika untuk universitas. Jakarta : bina cipta. Young, H.D dan Roger ,A. 2002. Fisika universitas edisi 10 jilid 1. Jakarta : erlangga . wilkipedia.org\wiki\percepatan gravitasi.( diakses pada 05 november 2014. 16.05 pm).
