I. ACARA I : Ayunan matematis
II. HARI, TANGGAL : Selasa, 17 Oktober 2017
III. TUJUAN :
- Dapat memahami azas ayunan matematis dan getaran selaras.
- Dapat memahami cara kerja gaya gravitasi bumi.
- Dapat menentukan nilai percepatan gravitasi bumi di laboratorium.
IV. DASAR TEORI
Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus. Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia.
Periode (T), Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode atau waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut. Percepatan gravitasi bumi adalah percepatan yang dialami oleh benda karena beratnya sendiri. Berat benda adalah gaya terik bumi pada benda tersebut. Gaya ini disebut dengan gaya gravitasi yaitu gaya terik menarik antar dua buah masa atau lebih. Menurut hukum Newton tentang gravitasi, antara dua buah benda yang massanya m dan M, jarak antara pusat massanya r terdapat gaya tarik menarik yang besarnya :
G = 6,67 x 10-11 Nm-2 kg-2 ( konstanta gravitasi umum )
Dengan menggunakan hukum II Newton, dan menganggap bumi sebagai bola berjejari R, akan diperoleh pecepatan gravitasi di permukaan bumi ( go ) adalah: Sedangkan percepatan gravitasi pada ketinggian h dari permukaan bumi adalah. Ayunan matematis merupakan suatu partikel massa yang tergantung pada suatu titik tetap pada seutas tali, di mana massa tali dapat diabaikan dan tali tidak dapat bertambah panjang. Dari gambar tersebut, terdapat sebuah beban bermassa m tergantung pada seutas kawat halus sepanjang l dan massanya dapat diabaikan. Apabila bandul itu bergerak vertikal dengan membentuk sudut θ, gaya pemulih bandul tersebut adalah m g sinθ. Secara matematis dapat dituliskan: F = m.g sin θ ( Muthi, 2013 ).
Bandul matematis atau ayunan matematis setidaknya menjelaskan bagaimana suatu titik benda digantungkan pada suatu titk tetap dengan tali. Jika ayunan menyimpang sebesar sudut terhadap garis vertikal maka gaya yang mengembalikan: Untuk θ dalam radial yaitu θ kecil maka sin θ = θ = s/1, dimana s = busur lintasan bola dan 1 = panjang tali, sehingga: F = -mgs/1. Harga l dan T dapat diukur pada pelaksanaan percobaan dengan bola logam yang cukup berat digantungkan dengan kawat yang sangat ringan ( Irawan, Ari, 2014 ).
Faktor yang mempengaruhi gravitasi Ada dua faktor yang mempengaruhi Gravitasi yaitu Variasi Temporal ( terhadap waktu ) dan Variasi Jarak ( spatial ). Variasi Berdasarkan Waktu ( Temporal ) adalah perubahan didalam percepatan gravitasi yang diamati terhadap waktu. Koreksi dari variasi ini yaitu : Koreksi Waktu. Kita harus membuat stasiun dasar dan dimulai pada hari itu juga untuk sebagai titk pertama. Pengaruh pasang surut berubah sangat lambat terhadap waktu. Instrumen Drift adalah perubahan percepatan yang diamati dan dipengaruhi oleh Gravimeter. Pengaruh pasang surut disebabkan oleh gaya tarik gravitasi antara matahari dan bulan.Variasi Berdasarkan Jarak ( Spatial ) Perubahan harga Gravitasi diamati tergantung ruang. Disini artinya, perubahan percepatan gravitasi terjadi dari satu tempat ke tempat lain seperti pengaruh geologi tetapi tidak berhubungan dengan geologi seperti pengaruh lintang, ketinggian, slab atau pertambahan massa, topografi dan bathimetri. Koreksi-koreksi dari variasi ini diantaranya : Koreksi Lintang, Koreksi Udara Bebas (Free Air Correction ), Koreksi Bouger, Koreksi Terrain (Koreksi Medan), ( Faray, 2015 ).
Baca juga : Laporan Modulus Elastisitas
V. ALAT DAN BAHAN
A. Alat
- Alat ayunan matematis : 1 Buah
- Stopwatch : 1 Buah
- Mistar gulung : 1 Buah
- Beban ayunan : 1 Buah
- Busur : 1 Buah
B. Bahan
- Tali : secukupnya
VI. CARA KERJA
A. Teoritis
- Mentapkan kedudukan pencepit tali yang jaraknya sampai ke pangkal bola adalah 100 cm, 110 cm, 120 cm, 130 cm, 140 cm, 150 cm, 160 cm, 170 cm, 180 cm, 190 cm.
- Menyimpangkan ayunan hinggau membentuk sudut pada kisaran 10o, kemudian lepaskan.
- Mengukur waktu untuk 10 ayunan dengan menekan stopwatch pada saat melalui titik setimbangan.
B. Skematis
1. Ditetapkan kedudukan pencepit tali yang jaraknya sampai ke pangkal bola adalah 100 cm, 110 cm, 120 cm, 130 cm, 140 cm, 150 cm, 160 cm, 170 cm, 180 cm, 190 cm.
 |
| Gambar 1. Mengatus jarak ayunan matematis (Sumber : Dokumen Pribadi) |
2. Disimpangankan ayunan hingga membentuk sudut pada kisaran 10o, kemudian lepaskan.
 |
| Gambar 2. Melepaskan bola ayunan (Sumber : Dokumen pribadi) |
3. Diukurlah waktu untuk 10 ayunan dengan menekan stopwatch pada saat melalui titik setimbangnya.
 |
| Gambar 3. Mengukur lama ayunan (Sumber : Dokumen pribadi) |
Baca juga : Laporan Praktikum Penentuan Kadar Lemak, Lengkap dengan penjelasannya !!!
VII. HASIL PENGAMATAN
A. Hasil Pengamatan
B. Hasil Perhitungan
C. Perhitungan Ralat (T1)
D. Hasil perhitungan ralat ( T2 )
VIII. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini kita melakukan pengamatan dan perhitungan tentang ayunan matematis. Hal yang pertama dilakukan adalah menghitung waktu dari sudut 100. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut. Dilakukan 10 kali periode dengan menggunakan panjang tali yang berbeda, yaitu 100 cm, 110 cm, 120 cm, 130 cm, 140 cm, 150 cm, 160 cm, 170 cm, 180 cm dan 190 cm.
Dengan beban matematis ini, percepatan gravitasi (g) dapat ditentukan setelah diketahui berapa besarnya periode dimana periode berbanding terbalik dengan gravitasi (g). Pada percobaan ini, beban akan berayun-ayun apabila tali dimiringkan dengan sudut 100. Hal ini disebabkan karena adanya gaya yang besarnya sebanding dengan jarak dari suatu titik, sehingga selalu menuju titik keseimbangan. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.
Pada ayunan matematis, alat yang digunakan harus siap pakai terutama stopwatch sehingga tidak macet pada saat stopwatch tersebut harus berhenti ketika ayunan dihentikan. Penggunaan panjang tali juga mempengaruhi untuk waktu yang diperlukan terhadap 10 kali ayunan.
Berdasarkan hasil yang telah dilakukan dalam percobaan ini, diketahui bahwa semakin pendek tali yang digunakan, maka waktu untuk 10 kali ayunan semakin kecil.
Bahwa pengaruh panjang tali sangat menentukan banyak getaran yang dihasilkan oleh bandul. Semakin panjang tali maka semakin kecil getaran dan frekuensi yang dihasilkan, sedangkan periodenya semakin bertambah. Hal ini dikarenakan jika tali semakin panjang, maka akan sulit untuk bandul berayun sehingga bandul akan bergerak semakin lambat.
Kendala-kendala yang kita alami yaitu kurang teliti saat mengukur derajat yang mulai tinggi menyebabkan sangat susah untuk dijangkau, karena sangat tinggi dan peralatan yang digunakan sangat sedeerhana. Pada saat pengukuran sudut ada kemungkinan pengukurannya berlebih dan mungkin juga kurang.
Hal yang menyebabkan pengukurannya tidak sama yaitu faktor kurang ketelitian saat menghitung waktu dan mengukur sudut, saat mengukur di ketinggian yang tinggi sehingga menyebabkan data yang diperoleh tidak sama, bahkan ada yang selisihnya sangat jauh.
Baca juga : Laporan Panas Lebur dan Panas Penguapan
IX. KESIMPULAN
Dari Praktikum yang kita telah laksanakan dan berdasrkan hasil pengamatan dapat disimpulkan bahwa:
- Ayunan matematis adalah suatu titik benda yang digantungkan pada suatu titik tetap dengan tali.
- Besar kecilnya nilai percepatan gravitasi tergantung pada panjang tali dan periode ayunan.
- Besar sudut akan mempengaruhi ayunan karena adanya gaya yang besarnya sebanding dengan jarak dari suatu titik, sehingga selalu menuju titik keseimbangan.
- Perhitungan percepatan gravitasi yang diperoleh menggunakan rumus
- Faktor kurang ketelitian saat menghitung waktu dan sudut yang menyebabkan perbedaan data yang kita peroleh.
DAFTAR PUSTAKA
Faray, 2015. “Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Gravitasi”. http://geofhyan. blogspot.com/2012/09/faktor-faktor-yang-mempengaruhi.html. Diakses pada tanggal 18 Oktober 2017, Pukul 16. 45 WIB.
Irawan, Ari, 2014. “Ayunan Matematis“. http://ari-irawan4.blogspot.co.id/2014/05/ ayunan-matematis.html. Diakses pada tanggal 18 Oktober 2017, Pukul 12.00 WIB.
Muthi , 2013. “Laporan Praktikum Fisika Ayunan Sederhana“. http://7pena berbicara.blogspot.com/2013/03/laporan-praktikum-fisika-ayunan_11.html. Diakses pada 17 Oktober 2017. Pukul 20.44 WIB
No comments:
Post a Comment