LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA PERCOBAAN BANDUL SEDERHANA

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

PERCOBAAN BANDUL SEDERHANA

I.       Tujuan Praktikum

Untuk menentukan harga percepatan gravitasi bumi (g) secara eksperimen

II.      Dasar Teori

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta.

Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut:

Setiap massa menarik massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut.

F adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut

G adalah konstanta gravitasi

m₁ adalah besar massa titik pertama

m² adalah besar massa titik kedua

r adalah jarak antara kedua massa titik, dan

g adalah percepatan gravitasi

Dalam sistem Internasional, F diukur dalam Newton (N), m₁ dan m₂ dalam kilogram (kg), r dalam meter (m), dan konstanta G kira-kira sama dengan 6,67  10^-11 N m² kg^-2

Dari persamaan ini dapat diturunkan persamaan untuk menghitung Berat. Berat suatu benda adalah hasil kali massa benda tersebut dengan percepatan gravitasi bumi. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: W = mg. W adalah gaya berat benda tersebut, m adalah massa dan g adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi ini berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain.

GERAK HARMONIS SEDERHANA

Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan 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.

(C)

 

Pada contoh di atas, benda mulai bergerak dari titik A lalu ke titik B, titik C dan kembali lagi ke B dan A. Urutannya adalah A-B-C-B-A. Seandainya benda dilepaskan dari titik C maka urutan gerakannya adalah C-B-A-B-C.

Periode

Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode. Periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran. Benda dikatakan melakukan satu getaran jika benda bergerak dari titik di mana benda tersebut mulai bergerak dan kembali lagi ke titik tersebut. Satuan periode adalah sekon atau detik.

Amplitudo

Amplitudo adalah pengukuran scalar yang non negative dari besar osilasi suatu gelombang. Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak terjatuh dari garis kesetimbangan dalam gelombang sinusoide yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika.

Pada bandul matematis, periode dan frekuensi sudut pada bandul sederhana tidak tergantung pada massa bandul, tetapi bergantung pada penjang tali dan percepatan gravitasi setempat. Pada kondisi seprti itu, untuk mencari percepatan gravitasi kita menggunakan rumus::

T = 2π    , atau g = (2π)².l/T²

                                                                        g

T adalah periode

l adalah panjang tali

g adalah percepatan gaya gravitasi

III.    Alat dan Bahan

Alat – alat yang diperlukan antara lain :

1.  Beban 50 gram dan 100 gram

2.  Benang 120 cm

3.  Mistar panjang

4.  Paku dan palu

5.    Stopwatch, dll

IV.   Cara Kerja

1.  Mengikat beban pada tali yang tersedia sepanjang 120 cm.

2.  Menggantungkan tali sepanjang 120 cm tersebut pada statip.

3.  Mengayunkan beban dengan simpangan 10 cm.

4.  Mengulangi langkah 3 sampai 5 kali.

5.  Menentukan waktu untuk 10 getaran.

6.  Mencatat dan masukkan ke dalam tabel data, pada lembar data yang telah tersedia.

7.  Mengulang langkah 1 – 5 untuk massa beban 50 ge atau yang lain.

8.  Mengulang 1 – 5 untuk panjang tali yang berlainan sesuai tabel pengamatan.

V.     Hasil Pengamatan

No.	Panjang Tali (cm)	Percobaan	Waktu untuk 10 ayunan (detik)	Periode (T)	T2		g (cms2)
1.	120	1 2 3 4 5	21,87 21,79 21,75 21,84 21,89	2,187 2,179 2,175 2,184 2,189	4,78 4,74 4,73 4,77 4,79	25,1 25,36 25,37 25,16 25,06	989,1 999,2 999,6 991,3 986,9
2.	110	1 2 3 4 5	20,87 20,90 20,84 20,93 21,02	2,087 2,090 2,084 2,093 2,102	4,35 4,37 4,34 4,38 4,42	25,29 25,17 25,34 25,11 24,89	996,4 991,8 998,4 989,5 980,7
3.	100	1 2 3 4 5	19,88 20,05 19,98 20,01 19,96	1,988 2,005 1,998 2,004 1,996	3,95 4,02 3,99 4,01 3,98	25,32 24,87 25,06 24,93 25,12	997,5 980,1 987,4 982,2 989,9
4.	90	1 2 3 4 5	18,94 18,90 18,91 19,01 18,97	1,894 1,890 1,891 1,901 1,897	3,58 3,57 3,57 3,61 3,59	25,14 25,21 25,21 24,93 25,06	990,5 993,3 993,3 982,2 987,7
5.	80	1 2 3 4 5	17,86 17,90 17,87 17,95 17,79	1,786 1,790 1,787 1,795 1,779	3,18 3,20 3,19 3,2 3,16	25,15 25 25,07 25 25,31	991,2 985 988,1 985 997,2

VI.   Analisis Data dan Menjawab Pertanyaan

Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh percepatan gaya gravitasi dengan mengganti panjang tali dengan tiap ukuran tali masing dilakukan 5x percobaan. Dari data yang kami peroleh dan dihitung dengan menggunakan rumus: 

T = 2π   T = 2π    , atau g = (2π)².l/T²

                                                              g

Dan pada pembahsan dibawah ini, kami menggunakan satu percobaan untuk masing-masing ukuran tali.

1.    Panjang tali 120 cm, dengan waktu 21,87 detik.

T² = 4,78

 l/T²= 120/4,78 = 25,1

g= (2π)².l/T = 4π². 25,1 = 989,12 cm/s² = 9,8912 m/s²

2.    Panjang tali 110 cm, dengan T = 20,87

T² = 4,35

 l/T² = 110/4,35 = 25,29

g= (2π)². l/T = 4π² . 25,29  = 996,43 cm/s²  = 9,9643 m/s²

3.    Panjang tali 100 cm, dengan T = 19.88 s

T² = 3,95

l/T² = 100/3,95 = 25,32

g = (2π)². l/T² = 4π² . 25,32 = 997,46 cm/s²  = 9,9746 m/s²

4.    Panjang tali 90 cm, dengan T = 18,94 s

T2 = 3,58

l/T² = 90/3,58 = 25,14

g = (2π)². l/T² = 4π². 25,14 = 990,5 cm/s² = 9,905 m/s²

5.    Panjang tali 80 cm, dengan T = 17,86 s

T² = 3,18

l/T² = 80/3,18 = 25,15

g = (2π)². l/T² = 4π² . 25,15 = 991,19 cm/s² = 9,9119 m/s²

       ∑ g = 989,1 + 999,2 + 999,6 + 991,3 + 986,9 + 996,4 + 991,8 + 998,4 + 989,5 + 980,7 + 997,5 + 980,1 + 987,4 + 982,2 + 989,9 + 990,5 + 993,3 + 993,3 + 982,2 + 987,7 + 991,2 + 985 + 988,1 + 985 + 997,2

                                    = 24753,5 m/s²

            Banyaknya percobaan = 25x percobaan

rata-rata g     = ∑g / banyaknya percobaan

= 24753,5 / 25

                                  = 990,14 cm/s²  

                                    = 9,9 m/s²                  

Hasil percepatan gravitasi yang di peroleh tidak berbeda jauh dari percepatan gravitasi yang sudah diputuskan 9,8-10 m/s²  karena setelah di rata-rata hasilnya 10 m/s² yaitu mendekati rumus yang sudah ditentukan.

Jadi, gaya gravitasi mempunyai banyak manfaat antara lain :

1.      Kita dapat beradadi bumi ini dan tidak melayang layang di angkasa.

2.      Makhluk hidup dapat melakukan kegiatan dengan adanya gaya gravitasi tersebut. 

VII.   Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan

Percepatan gravitasi berbanding terbalik dengan periode, dan sebanding dengan panjang tali. Pada percobaan tersebut, didapatkan hasil rata-rata percepatan gravitasi dengan nilai 9,9 m/s². Maka itu sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa nilai percepatan gravitasi sekitar 9,8m/s² – 10m/s^2.

Saran

1.    Senaiknya melakukan percobaan secara berulang-ulang, karena jika hanya melakukan satu kali percobaan, tingkat ketetapan akan berkurang.

2.    percobaan harus secara teliti dan cermat dalam mengamati waktu dan menghitung getaran yang terjadi. Karena akan mempengaruhi periode yang dihasilkan. Jika dalam perhitungan periode terjadi kesalahan maka akan berpengaruh pada besarnya percepatan gravitasinya.