PRAKTIKUM GEODESI FISIS PENGUKURAN GAYA BERAT DENGAN GRAVIMETRI
Lutfi Laudza’i 11/ 313640/TK/37977
JURUSAN TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2014
A. Tujuan : 1. Mahasiswa mampu memahami tentang pengukuran gaya berat metode relative s tatic
2. Mahasiswa mampu memahami dan mempraktekkan pengukuran data gaya berat dengan gravimeter Lacoste & Romberg. 3. Mahasiswa mampu mengolah data pengukuran gaya berat metode relative statik
B. Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Tempat
: Gedung Jurusan Teknik Geodesi dan Geomatika Fakultas Teknik UGM lantai I dan lantai III
Waktu
: Sabtu, 19 Januari 2013 pukul 10.30 – 12.30 WIB
C. Alat dan Bahan
1. Satu set gravimeter LaCosta Romberg G – 1118 2. Piringan (dudukan gravimeter) 3. Accu sebagai power supply 4. GPS (Global Positioning System) 5. Tabel kalibrasi Pengukuran gaya berat 6. Alat tulis 7. Jam
D. Landasan Teori D.1 Pengukuran Gaya Berat
Data gayaberat di bumi merupakan data yang sangat penting dan banyak dibutuhkan terutama pada beberapa disiplin ilmu tertentu, salah satunya adalah geodesi. Data gaya berat selain digunakan untuk keperluan penyelidikan ilmiah, juga digunkan untuk beberapa keperluan praktis, seperti : pencarian sumber daya alam. Sedangkan yang fungsi data gaya berat yang berkaitan dengan geodesi adalah untuk penentuan
geoid,
menghitung
koreksi
orthometris
pada
sipat
datar,
untuk
mendefinisikan system tinggi pada jaringan tinggi yang luas, misalnya pada jaringan tinggi pada suatu Negara. Berdasarkan pentingnya hal tersebut, maka pengukuran gaya berat di bumi penting sekali utnuk dilakukan. Pengukuran data gaya berat terbagi atsa dua metode absolut dan relative. Pengukuran gaya berat absolut dilakukan dengan alat pengukur gaya berat absolut dan yang didapatkan adalah nilai gaya berat absolut secara langsung dari lokasi tersebut. Sedangkan pengukuran gaya berat relative adalah
pengukuran gaya berat yang dilakukan dengan mengukur beda gaya berat antara dua titik. Salah satu titik diantara kedua titik yang diukur tersebut dijadikan acuan perhitungan dan pengukuran, sehingga dengan diketahuinya beda nilai gaya berat antara dua titik tersebut, kedua titik dapat diketahui nilai gaya beratnya. Pada praktikum kali ini, kami melakukan pengukuran gaya berat metode relative static dengan alat yang disebut gravimetric. Gravimetri merupakan alat yang digunakan untuk mengukur nilai gaya berat dengan metode statik di suatu titik di permukaan bumi. Prinsip pengukuran gravimeter sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu system pemberat yang digantung pada per yang sangat sensitive. Gravimetri yang digunakan pada praktikum kali ini adalah Gravimetri Lacoste & Romberg G1118. Seperti diketahui Tipe gravimeter Lacoste & Romberg G-1118.
D.2 Pengolahan Data Pengukuran
1. Mengkonversi setiap bacaan ke mgal
*( ) + Keterangan : m = Nilai konversi mgal IF = Interfal Faktor
Berdasarkan table konversi, didapatkan bahwa nilai konversinya adalah sebagai berikut Bacaan
Konversi (mgals)
Interval factor
1800
1837.65
1.0212
2. Koreksi pasut Merupakan koreksi yang harus diberikan pada data ukuran gaya berat akibat efek gaya tarik bulan dan matahari yang bersifat periodik. Rumus koreksi pasut : 3Gr 2 M Mr 2 S 2 3 3 K ps ( 3 c cos q 1 ) 2 (sin p 1) 4 (5 cos p 3 cos p) 2 3d d 3 D 3 p : zenith bulan q : zenith matahari M : Massa bulan S : Massa Matahari d : jarak bulan - bumi D : Jarak Bumi - Matahari
3. Koreksi drift Koreksi ini disebabkan oleh melemahnya tegangan per dan efek luar yang tidak terkonpensasi. Gangguan tersebut mengakibatkan perubahan pada panjang per secara tiba tiba. Rumusnya sebagai berikut : c
( p q) ( r q)
( x y )
p : waktu pembac aan di stasiun n q : waktu pembac aan di stasiun awal r : waktu pembac aan di stasiun akhir x : nilai pembac aan di stasiun akhir y : nilai pembac aan di stasiun awal D. 3 Pengenalan Alat
10
1
9
11 12 7
8
13
1 14
3
6 5 4
1
2
1.
Sekrup ABC, untuk mendatarkan alat Gravimeter Lacosta & Romberg G-1118
2.
Putaran feedback
A = Menunjuk baterai (volt) B = Thermocouple, menjaga suhu alat tetap 55 C = Tidak digunakan D = Untuk feedback 10V E = Untuk feedback 30V F = Tidak digunakan G = Supplay MVR feedback 3.
Bacaan, yaitu angka hasil pengukuran yang dalam perhitungan harus dikonversi ke mgals.
4.
Bacaan feedback, bacaan yang menunjukan nilai feedback sebagai energi pendorong.
5.
Saklar lampu nivo, untuk menghidupkan lampu nivo.
6.
Klem, untuk mengunci per. Saat membuka klem harus perlahan jangan ada gerakan yang tiba-tiba karena per sangat sensitif terhadap getaran.
7.
Reading line, benang bacaan readingline harus digeser sesuai nilai yang ditentukan (3.1) sebelum pengukuran dimulai.
8. Nivo tabung, sebagai indikasi datarnya alat. 9.
MVR feedback, meminimalisir kesalahan paralaks
10. Bubble elektrik, indikasi tepatnya leveling alat. 11. Nivo tabung, sebagai indikasi datarnya alat. 12. Saklar bubble elektrik, untuk menghidupkan bubble elektrik. 13. Bubble elektrik, indikasi tepatnya leveling alat.
14. Nulling Dial, mengarahkan reading line ke angka 3.1 dan mengatur bacaan feedback sesuai yang diinginkan. Dalam 1 lingkaran terdapat angka 0 – 9, tiap interval dibagi menjadi 10 strip, setiap strip bernilai 10.
Pemasangan Alat Karena alat inin sangat sensitive, maka pemasangan alat ini di atas dudukan haus benar-benar stabil dan seimbang. Hal ini dapat mempengaruhi kemampuan alat dalam membaca hasil pengukuran gaya berat
Gravitimeter
Piringan
E. Langkah Kerja Pengukuran gaya berat di lapangan :
1.
Menghidupkan alat gravimeter, dengan menyalakan lampu.
2.
Melakuakn checking voltage dan suhu pada alat. Gravimeter dapat dipakai jika voltage diatas 12 Volt dan suhu dalam alat 55.6 o – 55. Celcius.
3.
Melakukan leveling secara kasar terhadap nivo kotak. Dilakukan dengan menggesergeser alat di atas piringan hingga gelembung nivo telah berada posisi setimbang ditengah.
4.
Melakukan
leveling manual terhadap nivo tabung. Dilakukan dengan memutar
sekrup ABC. 5.
Melakukan levelling elektrik dengan bubble electric. Dilakukan dengan menyalakan (ON) saklar bubble elektrik, kemudian memposisikan agar gelembung nivo tepat di tengah. Levelling ini merupakan levelling yang paling teliti diantara ketia jenis levelling tersebut.
6.
Membuka pengunci klem. Mengarahkan reading line ke bacaan 3 memakai nulling dial. Angka 3 merupakan angka yang menunjukkan kesetimbangan per dalam gravimeter.
7.
Mengeliminir kesalahan paralaks dengan menggunakan MVR feedback.
8.
Memposisikan bacaan feedback pada angka 50 menggunakan nulling dial. Jika ingin mengurangi bacaan putar ke kanan, jika ingin menambah bacaan putar ke kiri melebihi bacaan yang diinginkan kemudian putar ke kanan. Angka 50 tidaklah harus selalu tepat, Tapi dapat dikira-kira saja sehingga angkanya menjadi sekitar 50.
9.
Mencatat hasil pengukuran dengan membaca skala bacaan. Hasil yang dicatat adalah : feedback, gaya berat ukuran, dan waktu pengukuran.
10. Mengulangi langkah 9 dan 10 Namun dengan memposisikan feedback pada angka 0 dan – angka 50. 11. Pengukran selesai dilakukan, menutup klem, dan mematikan tombol cekking kondisialat, mematikan tombol power gravimeter.
Pengolahan data gaya berat :
Setelah penguran selesai, maka data diolah dengan mengoreksnya terhadap beberapa hal dan kondisi sebagai berikut : 1.
Mengkonversi bacaan feedback ke dalam miligal.
2.
Menghitung koreksi pasut
3.
Menghitung koreksi drift / koreksi apungan.
4.
Mengkoreksi data gayaberat dengan koreksi pasut dan koreksi apungan
5.
Koreksi tinggi alat
6.
Mencari ∆g
F. Pengolahan Data Hasil Pengukuran Data awal yang didapat pada pengukuran di lapangan adalah sebagai berikut : Nama Titik lantai 1
lantai 3
lantai 1
Skala Pembacaan (mgal)
Feed Back (mV)
Tinggi Alat (m)
Waktu
1810.25
55.8
0.263
10:40
1810.30
5.5
0.263
10:42
1810.35
-49.1
0.263
10:44
1808.05
105.3
0.261
11:05
1808.10
56.2
0.261
11:07
1808.15
9.8
0.261
11:09
1810.15
109.2
0.263
11:33
1810.20
69.1
0.263
11:35
1810.25
10.4
0.263
11:37
Data diatas kemudian diolah seperti dijelaskan pada bagian langkah kerja pengolahan datapwngukuran lapangan.Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut :
Nama Titik
Skala Pembacaan (mgal)
Feed Back
lantai 1
1810.25 1810.30
lantai 3
lantai 1
Sisa CR
Factor For Interval
Kalibrasi (mgal)
(mgal)
1837.65
10.25
1.02113
1848.117
0.051846
1848.168
1800
1837.65
10.30
1.02113
1848.168
0.005110
1848.173
10:44
1800
1837.65
10.35
1.02113
1848.219
-0.045621
1848.173
11:05
1800
1837.65
8.05
1.02113
1845.87
0.097839
1 845.968
0.261
11:07
1800
1837.65
8.10
1.02113
1845.921
0.052218
1845.973
0.261
11:09
1800
1837.65
8.15
1.02113
1845.972
0.009106
1845.981
1800
1837.65
10.15
1.02106
1848.014
0.101456
1848.115
1800
1837.65
10.20
1.02106
1848.065
0.064199
1848.129
1837.65
10.25
1.02106
1848.116
0.009662
1848.126
Tinggi Alat ( m )
Waktu
Counter Reading
55.8
0.263
10:40
1800
5.5
0.263
10:42
1810.35
-49.1
0.263
1808.05
105.3
0.261
1808.10
56.2
1808.15
9.8
1810.15
109.2
0.263
11:33
1810.20
69.1
0.263
11:35
(mV)
1810.25
10.4
Koreksi TA (mgal)
terkoreksi TA (mgal)
0.0811618
1848.087
15.4
0.0811618
1848.092
18.5
0.0811618
1848.092
0.0805446
1845.887
0.0805446
0.263
11:37
Value
1800
Nilai Terkoreksi Pasut (mgal)
Time
0.0154
1848.072
17.667
0.0185
1848.073
17.700
18.5
0.0185
1848.073
17.733
30.7
0.0307
1845.857
18.083
1845.893
30.7
0.0307
1845.862
18.117
0.0805446
1845.901
30.7
0.0307
1845.870
18.150
0.0811618
1848.034
42.6
0.0426
1847.991
18.550
0.0811618
1848.048
42.6
0.0426
1848.005
18.583
0.0811618
1848.044
45.4
0.0454
1847.999
18.617
Pasut microgal mgal
Feedback
konversi ke mgal
Time Rata2
g pasut rata2
koreksi drift
g terkoreksi drift
g obs
17.700
1848.073
0
1848.073
979306.000
18.117
1845.863
43.50453835
1802.358
979260.286
18.583
1847.999
92.2296213
1755.769
979213.696
Dengan g mutlak = 979306 mgal.
G. Kesimpulan
Pengukuran data gaya berat dengan gravimeter menghasilkan gaya berat ukuran. Gaya berat hasil ukuran ini perlu diolah dan peru dikoreksi terutama terhadap pasang surut laut dan drift (apungan). Dari pengukuran dan pengolahan data gaya berat praktikum di Gedung Geodesi didapatkan hasil sebagai berikut Lokasi Pengukuran
Nilai Gaya berat
Lantai 1 (awal)
979306.000 mgal
Lantai 3
Lantai 1 (akhir)
979260.286 mgal
979213.696 mgal
. Dari hasil di atas, dapat dikeahui bahwa pengukuran gaa berat dipengaruhi oleh waktu, tempat, dan kondisi lingkungan fisis sekitar.
G. Kesimpulan
Pengukuran data gaya berat dengan gravimeter menghasilkan gaya berat ukuran. Gaya berat hasil ukuran ini perlu diolah dan peru dikoreksi terutama terhadap pasang surut laut dan drift (apungan). Dari pengukuran dan pengolahan data gaya berat praktikum di Gedung Geodesi didapatkan hasil sebagai berikut Lokasi Pengukuran
Nilai Gaya berat
Lantai 1 (awal)
979306.000 mgal
Lantai 3
Lantai 1 (akhir)
979260.286 mgal
979213.696 mgal
. Dari hasil di atas, dapat dikeahui bahwa pengukuran gaa berat dipengaruhi oleh waktu, tempat, dan kondisi lingkungan fisis sekitar.
