BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari yang berasal dari diri sendiri seperti gerak yang kita lakukan setiap saat dan energi yang kita gunakan setiap hari, sampai pada suatu hal yang ada diluar diri kita seperti yang ada dilingkungan sekitar kita. Untuk mencapai suatu tujuan tertentu di dalam fisika, kita biasanya melakukan pengamatan yang disertai dengan pengukuran. Pengamatan suatu gejala secara umum tidak lengkap apabila apabila tidak disertai data kuantitatif kuantitatif yang didapat dari hasil pengamatan. pengamatan. Lord Kelvin, seorang ahli fisika berkata, apabila kita dapat mengukur mengukur yang sedang kita bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka, berarti kita mengetahui apa yang sedang kita bicarakan.
1 1 1 1 1 1 1
Dalam Dalam jenjan jenjang g pergur perguruan uan tingg tinggi, i, seorang seorang mahasis mahasisa a diharap diharapkan kan tidak tidak hanya hanya meng mengik ikut utii perk perkul uliah iahan an deng dengan an baik baik.. !amun !amun lebih lebih dari dari itu, itu, juga juga ditu ditunt ntuk uk untu untuk k mendala mendalami mi dan mengua menguasai sai disipl disiplin in ilmu yang yang dipela dipelajari jarinya nya sehing sehingga ga nantiny nantinyaa akan akan meng mengha hasi silk lkan an
sarj sarjan anaa-sa sarj rjan anaa
yang ang
berk berkua uali lita tass
dan dan
mamp mampu u
meng mengap apli lika kasi sika kan n
pengetahuannya pada kehidupan nyata dan bermanfaat untuk dirinya maupun bagi masyarakat yang ada di lingkungannya.
B. Rumusan Masalah 1. "agaiman memahami a#as kerja ayunan matematis dan getaran selaras
"agaimana ana memahami memahami dan menentuk menentukan an 2. "agaim
besar besar percepata percepatan n gravit gravitasi asi di tempat tempat
percobaan dilakukan.
C. Tujuan 1. $gar dapat memahami a#as kerja ayunan matematis dan getaran selaras.
$gar dapat dapat mema memaha hami mi dan dan mene menent ntuk ukan an besar besar perce percepa patan tan grav gravit itasi asi di tempa tempatt 2. $gar percobaan dilakukan.
2 2 2 2 2 2 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Landasan Ter!
Di samping !eton orang-orang lain telah menyatakan baha gaya seperti ini memang ada, tetapi !eton mampu membuktikan baha gaya yang berubah secara terbalik dengan kuadrat jarak terpisah akan menghasilkan orbit eliptis yang diamati oleh Kepler. %ukum gravitasi !eton mempostulatkan baha tiap benda mengatakan gaya tarik pada tiap benda lain yang sebanding dengan massa kedua benda itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak !eton
pisah antara mereka. %okum grapitasi
dapat dituls sebagai persamaan vector sederhana. $mbillah m1 dan m2
sebagai dua masal titik yang di pisahkan oleh jarak r 12 ,yaitu magnitudo vector r&' yang mengarah dari massa m1 dan m'. (aya "&' yang diberikan oleh massa m& dan m' n konstanta gravitasi universal# Dari hukum ketiga !eton, gaya "'& yang dikerjakan oleh m& dan m' adalah negative dari "&'. $rtinya, "'& adalah sama besarnya dengan "&' tetapi arahnya berlaanan. "esarnya gaya gravitasi yang dikerjakan oleh sebuah partikel bermassa m& pada partikel lain bermassa m' yang jauhnya r diberikan oleh )&'* !eton menerbitkan, teori gravitasinya pada &++, tetapi belum sampai seabad kemudian suatu penentuan eksperiman yang teliti tentang ( dibuat oleh avendish. Kita dapat nilai ( yang diketahui untuk menghitung gaya tarik gravitas i antara dua benda biasa. $T!%ler#&''() h# *++ , *+-.# !eton menemukan pada abad ke-& baha ada interaksi yang menyebabkan sebuah apel jatuh dari pohonnya dan menahan planet pada orbitnya mengelilingi matahari. /ni adalah aal dari Mekanika Benda Angkasa yang mempelajari tentang dinamika objek di ruang angkasa. (ravitasi bekerja dengan cara mendasar yang sama antara bumi dan badan anda, antara matahari dan sebuah planet, dan juga antara sebuah planet dengan salah satu satelitnya. Kita akan menerapkan hukum gravitasi pada fenomena seperti perubahan berat akibat ketinggian, orbit dari satelit mengelilingi bumi, dan orbit planet mengelilingi matahari. !eton mempublikasikan 3 3 3 3 3 3 3
Hukum gra/!tas! 0law of gravitation1 pada tahun &+. %ukum itu berbunyi sebagai berikut2 34etiap partikel dari bahan di alam semesta menarik setiap partikel lain dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil kali massa partikel dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak diantara parikel tersebut5 . )g * 0hukum gravitasi1 Dimana )g adalah besar gaya gravitasi pada salah satu partikel, m& dan m' adalah massanya, r adaalah jarak antara keduanya, dan konstanta fisika dasar yang disebut knstanta gra/!tas! (gravitational constant). !ilai numerik untuk ( tergantung pada sistem satuan yang digunakan. (aya gravitasi selalu bekerja sepanjang garis yang menghubungkan dua buah partikel, dan membentuk pasngan aksi-reaksi. 6alaupun massa kedua partikel berbeda, kedua gaya mempunyai gaya interaksinya mempunyai besar yang sama. Kita telah menyatakan hukum gravitasi dalam bentuk interaksi antara dua partikel. %al ini menjadikan interaksi gravitasi dari setiap dua benda yang mempunyai distribusi massa bola simetris 0 seperti bola pejal atau kulit bola 1 adalah sama seperti jika kita kumpulkann semua massa pada pusatnya, kita menganggap bumi sebagai bola simetris dengan massa m", gaya yang dikeluarkannya pada sebuah partikel atau benda bola simetris dengan massa m, dengan jarak r di antara kedua pusatnya adalah )g * yang memberikan informasi baha benda terletak di luar bumi. 4ebuah gaya dengan besar yang sama bekerja pada bumi oleh benda 0 0ung 1 "reedm2 3443) h# *--,*-51. 4ebelum tahun &++, sudah banyak data tekumpul tentang gerakan bulan dan planet-planet pada orbitnya yang mendekati bentuk lingkaran, tetapi belum ada suatu penjelasan pada saaat itu yang mampu menjelaskan mengapa benda-benda angkasa itu bergerak seperti itu. Pada tahun &++ inilah Sir Isaac Newton memberikan kunci untuk menguak rahasia itu, yaitu dengan menyatakan hukum tentang gravitasi. 4 4 4 4 4 4 4
Pada saat itu juga, !eton sedang berfikir tentang persoalan gya tarik yang tampaknya tidak berhubungan dengan gaya yang bekerja pada "ulan. Dia mengamati baha suatu benda yang dilepaaskan dari ketinggian tertentu di atas permukaan "umi selalu akan jatuh bebas ke permukaan "umi 0tanah1. %al ini tentu saja disebabkan pada benda itu bekerja sebuah gaya tarik, yang disebutnya gaya gravitasi . 7ika pada suatu benda bekerja gaya, maka gaya itu pasti disebabkan oleh benda lainnya. "erdasarkan ide gravitasi "umi inilah !eton dengan bantuan dan dorongan sahabatnya, Robert Hooke 0&+89-&:81, menyusun gravitasi umumnya yang sangat terkenal. Dalam pekerjaannya, !eton membandingkan antara besar gravitasi "umi yang menarik benda-benda pada permukaan "umi. !eton melangkah lebih lanjut dalam menganalisis gravitasi. Dia meneliti data-data yang telah dikumpulkan tentang orbit planet-planet mengitari matahari. Dari kumpulan data ini dia mendapatkan baha gaya gravitasi yang dikerjakan ;atahari pada planet tetap pada orbitnya mengitari ;atahari ternyata juga berkurang secara kuadrat terbalik terhadap jarak planet-planet itu dari matahari.
dengan jumlah dan jenis #at. Kuantitas intrinsik pada benda ini kemudian disebut dengan massa inersia, disimbulkan dengan m. ;assa inersia 0atau sering disebut sebagai massa1. ;akin besar massanya makin sulit untuk mengahasilkan perubahan kondisi gerak pada benda tersebut.
%ukum Kedua !eton menyatakan hubungan
antara gaya dan perubahan keadaan gerak secara kuantitatif. !eton menybutkan baha2 kecepatan perubahan kuantitas gerak suatu partikel sama dengan gaya yang bekerja pada partikel tersebut. Dengan bahasa kita sekarang kuntitas gerak yang dimaksudkan oleh !eton diartikan sebagai momentum p yang didefinisikan sebagai2 p * mv dengan m adalah massa partikel dan v adalah kecepatannya. Dalam mekanika klasik pada umumnya massa partikel adalah tetap. %ukum Kedua !eton dituliskan sbb2 7" 8 8 8 m 7" 8 m#a Dari %ukum Kedua !eton dapat disimpulkan baha gaya sebesar & neton dapat menyebabkan percepatan sebesar &m>s ' pada benda bermassa ' kilogram. "erdasarkan %ukum Kedua !eton dapat dijelaskan hubungan antara massa dengan berat. Konsep berat dan massa seringkali
dicampuradukkan dalam
percakapan sehari-hari. ;isalnya, seorang menyatakan berat badannya +: kg. $Baht!ar#34&4) &3&,&3*.#
6 6 6 6 6 6 6
Pada bandul matematis, berat tali diabaikan dan panjang tali jauh lebih besar dari pada ukuran geometris dari bandul. Pada posisi setimbang, bandul berada pada titik $. 4edangkan pada titik " adalah kedudukan pada sudut di simpangan maksimum 0?1. Kalau titik " adalah kedudukan dari simpangan maksimum, maka gerakan bandul dari " ke $ lalu ke "@ dan kemudian kembali ke $ dan lalu ke " lagi dinamakan satu ayunan. 6aktu yang diperlukan untuk melakukan satu ayunan ini disebut periode 0A1. 4eperti pada gambar di baah ini2 f
komponen menurut garis
*
singgung pada lintasan bandul
P
gaya tegang tali
* !
komponen normal dari
*
6*mg
l
panjang tali
* ?
sudut simpangan
*
9am:ar ) bandul matematis, berat tali diabaikan dan panjang tali dan panjang tali ang memiliki ukuran lebi! besar.
7 7 7 7 7 7 7
Dengan mengambil sudut ? cukup kecil sehingga ""@* busur "$"@, maka dapat dibuktikan baha
"
=
'π
l g
Dengan mengetahui panjang tali dan periode, maka percepatan gravitasi bumi dapat dihitung, $Ann!m2 344+ )((,'-.#
8 8 8 8 8 8 8
BAB III MET;D;L;9I A. Pelaksanaan
%ari>tanggal
2 4enin, && !ovember ':&8
6aktu pelaksanaan
2 &&.:: B &'.8: 6/A$
Aempat pelaksanaan
2 Laboratorium /P$ "iologi /$/! ;ataram
B. Alat dan
4ebagai beban agar bandul bisa diayunkan 2. 4topatch
Untuk menghitung ayunan bandul tiap &: kali osilasinya. 3. ;istar
Untuk mengukur panjang tali 4. 4tatip
4ebagai tempat bergantungnya bandul 5. "enang penggantung
Untuk menggantung alat ayunan matematika C. Bahan dan
4ebagai tempat menulis hasil pengamatan 2. pulpen
untuk menulis apa yang diamati. 9 9 9 9 9 9 9
D. =ara kerja a. ;emasang alat seperti pada gambar buku petunjuk praktikum b. ;enentukan panjang tali penggantung &:: cm yang diukur dari pusat bola sampai
dengan kedudukan penjepit tali. c. ;enyimpangkan bola sesuai dengan drajat yang sudah ditentukan dari titik
kesetimbangan kemudian melepaskan. d. ;encatat aktu yang diperlukan untuk sepuluh kali osilasi. e. ;engulangi lankah no. 8 dan C masing-masing sebanyak dua kali. f.
;engulangi percobaab no.' sampai dengan no.9 dengan panjang tali yang berbeda-beda yaitu :, :, : E +: cm.
10 10 10 10 10 10 10
BAB I> PEMBAHASAN A. Data Has!l Pengamatan
1. Has!l gam:ar %er:and!ngan 1. 4tatip
2. stopatch
3. ;istar
11 11 11 11 11 11 11
2. Ta:el has!l %engamatan
!o
Panjang tali
Hu:ungan antara I dan T 6aktu 0t1 0&: F Periode 0A1 A' 0s'1
0l 1 osilasi1 0s1
( 0m>s'1
0t>&:10s1
0m1 &
&
'
:,
8
:.
C
:,
9
:.+
&, &, & & &, & &+, & &9, &9,
&, &, &, &, &, &, &,+ &, &,9 &,9
8,+ 8,+ 8,+& 8,+& 8,&+ 8,'C ', ', ',C+ ',C
,C ,C ,' &: ,9C , ,' ,' ,9C ,+: ,C
B# Anal!sa Prsedur Pada dasarnya prinsip kerja dari bandul adalah bergerak meleati titik kesetimbangan.
Dalam bandul
matematis satu kali
bolak
balik melalui titik
kesetimbangan disebut dengan & kali. Panjang tali mempengaruhi cepat atau lambatnya bandul mengalami satu kali osilasi. Dari praktikum yang telah kami lakukan, kami bisa mengamati baha semakin panjang tali yang digunakan maka aktu yang dibutuhkan lebih banyak dan sebaliknya jika tali yang di gunakan pendek maka aktu yang dibutuhkan semakin sedikit dalam &: kali osilasi. Dari praktikum ini kita dapat memahami a#as kerja ayunan matematis dan getaran selaras. 7uga dapat memahami serta menentukan besarnya percepatan gravitasi di tempat percobaan dilakukan. Dengan melakukan percobaan 9 kali percobaan menggunakan panjang tali yang berbeda-beda dari &:: sampai dengan +:cm. Dalam setiap satu kali pengamatan jangka aktu dalam setiap osilasinya berbeda beda dikarenakan ketelitian yang berbeda-beda dalam setiap pengerjaannya. =# Anal!sa Has!l 12 12 12 12 12 12 12
6aktu kedua Diket2 t
* &, s *&m
A'
* 8,+ s
6aktu pertama Diket2 t
* &, s *&m
A'
* 8,+ s
a# Per?:aan %ertama
13 13 13 13 13 13 13
6aktu pertama Diket2 t
* &s * :, m
A'
* 8,+& s
6aktu kedua Diket2 t
* &s * :, m
A'
* 8,+& s
:# Per?:aan kedua
14 14 14 14 14 14 14
?# Per?:aan ket!ga 6aktu pertama Diket2 t
* &, s * :, m
A'
* 8,& s
6aktu pertama Diket2 t
* &, s * :, m
A'
* 8,& s 15 15 15 15 15 15 15
d# Per?:aan keem%at 6aktu pertama Diket2 t
* &+, s * :, m
A'
* ', s
16 16 16 16 16 16 16
6aktu kedua Diket2 t
* & s * :, m
A'
* ', s
17 17 17 17 17 17 17
18 18 18 18 18 18 18
e# Per?:aan kel!ma 6aktu pertama Diket2 t
* &9, s * :,+ m
A'
* ',C+ s
6aktu kedua Diket2 t
* &9, s * :,+ m
A'
* ',C s 19 19 19 19 19 19 19
20 20 20 20 20 20 20
D. E/aluas!
4oal2 1. $pa yang $nda ketahui dengan percepatan gravitasiG 2. "uatlah grafik hubungan antara A versus l. 7elaskan dari grafik yang telah
didapatkanG 3. 7elaskan besarnya nilai percepatan gravitasi yang diperoleh berdasarkan masing-
masing panjang tali penggantungG 7aaban2 1. Percepatan gravitasi adalah percepatan yang dialami oleh benda karena beratnya
sendiri, dimana "erat benda adalah gaya tarik bumi pada benda tersebut. Dengan rumus percepatan 2
2. (ambar perbandingan antara A dan
!ilai A berbanding lurus dengan nilai l . semakin besar nilai yang digunakan maka semakin besar A yang dihasilkan dan nilai ralat ukurnya semakin besar pula. 3. "esarnya nilai percepatan gravitasi yang diperoleh berdasarkan masing-masing
panjang tali penggantung sebanyak ' kali percobaan sebagai berikut 2 1) Ketika panjang tali & m maka dapat diperoleh percepatan gravitasi , begitu
juga pada percobaan kedua karena aktu yang di butuhkan sama dalam &: ayunan. 2) Ketika panjang tali :, m maka dapat diperoleh percepatan gravitasi ,
begitu juga pada percobaan kedua karena aktu yang di butuhkan sama dalam &: ayunan.
21 21 21 21 21 21 21
3) Ketika panjang tali :, m maka dapat diperoleh percepatan gravitasi &:, ,
sedangkan pada percobaan kedua percepatan gravitasinya &:,' karena aktu yang dibutuhkan dalam &: ayunan berbeda. 4) Ketika panjang tali :, m maka dapat diperoleh percepatan gravitasi &:,
begitu juga pada percobaan kedua karena aktu yang di butuhkan sama dalam &: ayunan. 5) Ketika panjang tali :,+ m maka dapat diperoleh percepatan gravitasi &:,C ,
sedangkan pada percobaan kedua percepatan gravitasinya , karena aktu yang dibutuhkan dalam &: ayunan berbeda.
PENUTUP A. KESIMPULAN
Didalam praktikum ini kita melakukan 9F percobaan menggunakan panjang tali yang berbeda yaitu2 &m, :,m, :,m, :,m, :,+m. 4etiap satu kali percobaan dilakukan
satu kali
pengulangan.
4etiap pengamatan yang
kami
lakukan
membutuhkan aktu yang berbeda-beda sehingga menghasilkan gaya grafitasi yang berbeda-beda pula. Dengan adanya praktikum fisika dasar tentang bandul matematis ini kita dapat mengetahui pengertian dari gaya gravitasi, berat dari sebuah benda, dan percepatan gravitasi. juga dapat mengetahui 4ir /saac !eton lah yang berperan sebagai orang pertama yang mengemukakan pendapat tentang hukum !eton. 4ir /saac merupakan seorang ilmuan yang terlahir pada saat (alileo (alilei meninggal dunia.
B. SARAN
Aerimakasih kami ucapkan kepada kakak co.ass yang telah meluangkan aktunya untuk kami alaupun dengan beban perkuliahan yang lebih berat dari yang kami jalani saat sekarang ini. ;ungkin sebaiknya co.ass memberitahukan kepada 22 22 22 22 22 22 22
kami ketika aktunya sedang luang atau santai sejenak agar ketika kami datang kepada kakak co.ass dalam rangka memeriksa laporan kami tidak terbentur dengan kesibukan yang sedang dihadapi. 4emoga kritik dan saran ini bisa bersifat membangun, kurang lebihnya kami selaku bimbingan mohon maaf lahir dan batin.
C.
23 23 23 23 23 23 23
DA"TAR PUSTAKA
$nonim. '::C. Bandul Matematis. 7akarta2 kurnia putih
"ahtiar. ':&:, #isika $asar 1. ;ataram2 Kurnia Kalam 4emesta
;arthen Kanginan . '::, )isika Dasar. 7akarta2 Hrlangga
Paul $. Aipler. & , #isika %ntuk &ains dan "eknik. 7akarta2 Hrlangga
Ioung dan )reedom. '::'. #isika %niversitas 'disi ke1 jilid . 7akarta2 Hrlangga
24 24 24 24 24 24 24
