Laporan
Gerak Harmonis
“Ayunan Sederhana”
Di Ajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Pelajaran
Fisika
Disusun oleh:
Arinah Indraswari
Aulia A.D.L
Evi Silvany
Givanny Vegayanthi
Nur Hidayah
Siti Nur Arofah
Kelas
: XI IPA 1
SMA NEGERI 1 KRANGKENG
2012 / 2013
Jalan
Raya Krangkeng No.1 Telp.(0234)7006485 Indramayu Kode Pos 45284 Website: www.sman1krangkeng.org
email:info@sman1krangkeng.org
KATA PENGANTAR
Puji
syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT. bahwa kami telah menyelesaikan
tugas mata pelajaran fisika
dengan membuat laporan praktikum tentang gerak ayunan sederhana yang telah kami lakukan.
Dalam
penyusunan tugas atau laporan ini, tidak sedikit hambatan yang kami hadapi.
Namun kami menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan laporan ini tidak lain
berkat bantuan, dorongan dan bimbingan bapak guru, sehingga kendala-kendala yang
penulis hadapi teratasi.
Semoga
laporan ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi pihak yang
membutuhkan, khususnya bagi kami sehingga tujuan yang diharapkan dapat
tercapai, Amiin.
Krangkeng, Desember
2013
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR........................................................................................................2
BAB I
PENDAHULUAN..................................................................................................4
A.Latar Belakang..........................................................................................................4
B.Rumusan
Masalah.....................................................................................................4
C.Tujuan
Penelitian......................................................................................................5
D.Manfaat
Penelitian...................................................................................................5
BAB II LANDASAN TEORI..............................................................................................6
BAB III METODE
PENELITIAN.......................................................................................8
BAB IV DATA DAN
PEMBAHASAN................................................................................9
BAB V KESIMPULAN DAN
SARAN................................................................................12
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................13
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu
fisika, dimulai dari yang ada pada diri kita seperti gerak yang kita lakukan
setiap saat, energi yang kita pergunakan setiap hari sampai pada sesuatu yang
berada diluar diri kita, salah satu contohnya adalah permainan ditaman
kanak-kanak, yaitu ayunan. Sebenarnya ayunan ini juga dibahas dalam ilmu
fisika, dimana dari ayunan tersebut kita dapat menghitung perioda yaitu selang
waktu yang diperlukan beban untuk melakukan suatu getaran lengkap dan juga kita
dapat menghitung berapa besar gravitasi bumi di suatu tempat.
Pada percobaan ini, ayunan
yang dipergunakan adalah ayunan yang dibuat sedemikian rupa dengan bebannya
adalah bandul fisis.
Pada dasarnya percobaan dengan
bandul ini tidak terlepas dari getaran, dimana pengertian getaran itu sendiri
adalah gerak bolak balik secara perioda melalui titik kesetimbangan. Getaran
dapat bersifat sederhana dan dapat bersifat kompleks. Getaran yang dibahas
tentang bandul adalah getaran harmonik sederhana yaitu suatu getaran dimana
resultan gaya yang bekerja pada titik sembarangan selalu mengarah ke titik
kesetimbangan dan besar resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang
ketitik kesetimbangan tersebut. Maka dari itu kami mencoba mengukur percepata
grafitasi yang ada di sekitar sekolahan apakah hasilnya sama seperti yang ada
pada sumber-sumber buku atau literatur.
B. Rumusan Masalah
Rumusan
masalah pada penelitian ini adalah :
1. Bagaimana mencari nilai percepatan
gravitasi bumi di suatu tempat dengan menggunakan
bandul dan apakah nilai tersebut sesuai dengan nilai konstanta percepatan
gravitasi bumi (g = 9.8 m/s2) atau tidak ?
C.Tujuan Penelitian
Pengamatan pada praktikum ini bertujuan untuk :
1. Menentukan Gaya Gravitasi pada lab
Fisika SMAN 1 KRANGKENG
D. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian dapat dilihat
dari dua aspek yaitu sumbangan bagi pengembangan ilmu (aspek teoritis) dan
manfaat bagi penerapannya di masyarakat
( aspek praktis ). Manfaat penelitian pengamatan ini yaitu :
1.
Mengetahui hubungan antara
waktu getar dan panjang ayunan.
2.
Mengetahui percepatan
gravitasi (g) yang terjadi
BAB II
LANDASAN
TEORI
A.
Gerak Harmonis
Sederhana
Gerak harmonis sederhana
yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas
dan getaran benda pada ayunan sederhana. Kita akan mempelajarinya satu persatu.
Gerak Harmonis Sederhana pada Ayunan
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.
B. Amplitudo
Amplitudo adalah pengukuran skalar yang nonnegatif dari besar osilasi suatu gelombang. Amplitudo juga
dapat didefinisikan sebagai jarak terjauh dari garis kesetimbangan dalam gelombang sinusoide
yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika -
geometrika.
C.
Gravitasi
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.
Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya
gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom.
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 denganpercepatan
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.
D. 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.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Alat dan Bahan
1. Beban 10 gram sebanyak 6 buah
2. Benang
3. Mistar panjang
4. Stopwatch
5. Statip
B.
Langkah Kerja
1. Gantungkan tali 99 cm / sesuai keinginan pada
statip
Ayunkan beban 10 gram membentuk sudut 10-15 ,
tentukan waktu untuk 10 kali ayunan. Catat dan masukkan ke dalam table data,
pada lembar data yang telah tersedia.
2. Ulangi langkah no.1 dengan menambahkan beban
secara berurutan sampai beban mencapai 60 gram , catat pula hasilnya ke dalam
data pada lembaran data.
3. setelah itu lakukan percobaan ke 2 yaitu
menggunakan beban 60 gram dengan setiap percobaan dengan mengurangi panjang
tali. Lakukan itu sampai 6 kali percobaan.
4. Tentukan periode untuk masing-masing ayunan
5. Tentukan pula percepatan gravitasi nya
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
A. Perolehan data
percobaan
Data pertama, panjang tali
tetap(99 cm), beban barubah.
|
No
|
Beban (gram)
|
Waktu (10 ayunan)
|
|
1.
|
10
|
19,37 s
|
|
2.
|
20
|
19,51 s
|
|
3.
|
30
|
20,10 s
|
|
4.
|
40
|
20,31 s
|
|
5.
|
50
|
20,04 s
|
|
6.
|
60
|
20,45 s
|
Data kedua, Beban tetap
(60 gram), panjang tali berubah.
|
No.
|
Panjang Tali (cm)
|
Waktu (10 ayunan)
|
|
1.
|
85
|
18,86 s
|
|
2.
|
77,5
|
17,18 s
|
|
3.
|
70
|
16,63 s
|
|
4.
|
58,5
|
15,30 s
|
|
5.
|
51
|
14,77 s
|
|
6.
|
43,5
|
13,63 s
|
B. Pembahasan
Tabel
pertama:
1. Pada
panjang tali 99 cm dicari periodenya dengan menggunakan rumus T = t/n
|
No
|
Beban (gram)
|
Waktu (10 ayunan)
|
Periode
|
Gravitasi
|
Gravitasirata-rata
|
|
1.
|
10
|
19,37 s
|
1,937 s
|
10,41 m/s2
|
9,81 m/s2
|
|
2.
|
20
|
19,51 s
|
1,951 s
|
10,25 m/s2
|
|
|
3.
|
30
|
20,10 s
|
2,01 s
|
9,66 m/s2
|
|
|
4.
|
40
|
20,31 s
|
2,031 s
|
9,47 m/s2
|
|
|
5.
|
50
|
20,04 s
|
2,004 s
|
9,72 m/s2
|
|
|
6.
|
60
|
20,45 s
|
2,045 s
|
9,34 m/s2
|
Mencari periode :
1.
19,37
: 10 = 1,937 s
2.
19,51 : 10 = 1,951 s
3.
20,10 : 10
= 2,01 s
4.
20,31 : 10
= 2,031 s
5.
20,04 : 10
= 2,004 s
6.
20,45 : 10
= 2,045 s
Keterangan
: Untuk mencari gravitasi satuan panjang tali dirubah dari cm ke m
1. g =
= 10,41 m/s2
2.
g =
= 10,25 m/s2
3.
g =
= 9,66 m/s2
4.
g =
= 9,47 m/s2
5.
g =
= 9,72
m/s2
6.
g =
= 9,34 m/s2
mencari
gravitasi rata-rata dengan menggunakan rumus grata-rata =
grata-rata
=
=
9.81 m/s2
Tabel
kedua :
Beban
tetap, panjang tali berubah
|
No.
|
Panjang Tali (cm)
|
Waktu (10 ayunan)
|
Periode
|
gravitasi
|
Gravitasi rata-rata
|
|
1.
|
85
|
18,86 s
|
1,886 s
|
9.42 m/s2
|
9,675 m/s2
|
|
2.
|
77,5
|
17,18 s
|
1,718 s
|
10,36 m/s2
|
|
|
3.
|
70
|
16,63 s
|
1,663 s
|
9,96 m/s2
|
|
|
4.
|
58,5
|
15,30 s
|
1,530 s
|
9,86 m/s2
|
|
|
5.
|
51
|
14,77 s
|
1,477 s
|
9,22 m/s2
|
|
|
6.
|
43,5
|
13,63 s
|
1,363 s
|
9,23 m/s2
|
Mencari periode :
1.
18,86 : 10 = 1,886 s
2.
17,18 : 10
= 1,718 s
3.
16,63 : 10
= 1,663 s
4.
15,30 : 10
= 1,530 s
5.
14,77 : 10
= 1,477 s
6.
13,63: 10 =
1,363 s
Mencari
gravitasi :
1. g =
= 9.42 m/s2
2.
g =
= 10,36 m/s2
3.
g =
= 9,96
m/s2
4.
g =
= 9,86
m/s2
5.
g =
= 9,22
m/s2
6.
g =
= 9,23 m/s2
Mencari
gravitasi rata-rata dengan menggunakan rumus grata-rata =
grata-rata
=
=9,675
m/s2
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan
1.
Pada panjang tali yang sama, semakin banyak
ayunan, maka waktu yang diperlukan juga semakin lama dan percepatan
gravitasinya tergantung pada periode dan panjang tali. Sedangkan jika panjang
tali berbeda maka waktu yang diperlukan untuk melakukan sejumlah ayunan yang
sama akan memerlukan waktu yang berebda pula, dengan ketentuan semakin panjang
tali maka akan semakin lama waktu yang diperlukan.
2. Perubahan massa benda tidak
mempengaruhi bertambahnya periode bahkan bertambahnya massa periodenya pun
tetap.
3. percepatan
gravitasi bergantung pada besarnya periode dan panjang tali
B.
Saran
Dalam melakukan percobaan tersebut
harus 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.
DAFTAR PUSTAKA
-
www.google.co.id/gerakan harmonis sederhana
-
www.gudangmateri.com
-
www.wikpedia.org
-
www.annisanfushie.wordpress.com
