XI Fisika - Laporan Praktikum Getaran Pegas dan Ayunan Sederhana

Laporan Praktikum Fisika

(Getaran Pegas dan Ayunan Sederhana)

A.     Tujuan

Mencari hubungan antara periode pegas terhadap massa beban dan mencari pengaruh massa (m), panjang tali (l) dengan simpangan A terhadap ayunan suatu bandul sederhana.

B.     Dasar teori

Getaran adalah gerakan bolak balik berulang beraturan (gerak berkala/gerak periodik). Fungsi dari getaran adalah sebagai penunjuk waktu, pencatat waktu, sinyal masuk pada Hp dan alat pengeras suara. Selain memiliki fungsi getaran juga ada yang merugikan yaitu diantaranya getaran pada mesin kendaraan bermotor dan getaran gempa bumi.

Satu getaran adalah gerakan ayunan bandul sederhana dan pada pegas dari titik A ke B ke C ke B dan ke A lagi (ABCBA).

Periode adalah waktu yang dibutuhkan suatu benda untuk bergetar 1 getaran (s). Frekuensi adalah banyaknya getaran suatu benda yang terjadi setiap 1 detik (Hertz). Secara matematis dapat ditulis,

Gaya Pulih adalah gaya yang digunakan agar benda dapat kembali ke posisi semula. Gaya pulih menyebabkan terjadinya suatu gerakan, arahnya ke titik keseimbangan.

Pada bandul, saat bandul di A kecepatannya adalah 0 kemudian menuju ke B terjadi percepatan sehingga kecepatan bertambah, saat di B kecepatannya maksimum dan percepatan sama dengan 0, dari B menuju ke C kecepatannya berkurang hingga pada titik C kecepatan sama dengan 0.

Getaran benda pada A gaya pulih dipercepat ke kanan, pada B kecepatannya maksimum sehingga getaran dapat diteruskan hingga C yang akan mengamalami kecepatan sama dengan 0. Semakin gerakan benda menjauhi B (titik keseimbangan) maka gaya pulih suatu benda akan semakin besar.

F sebanding dengan simpangan benda (x : titik keseimbangan), dapat ditulis,

Dimana k adalah konstanta pegas (kekenyalan pegas N/m).

Pada gradien grafik nilai konstanta pegas adalah tan α.

Pada sistem getaran pegas, besaran yang mempengaruhi adalah

1.       Massa Benda, jika massa benda semakin besar, maka frekuensi getaran (banyak getaran tiap sekon) akan semakin kecil sehingga benda sulit bergetar.

2.       Konstanta pegas, jika konstanta pegas semakin besar, maka frekuensi getaran akan semakin besar sehingga benda mudah bergetar.

Pada sistem getaran ayunan/bandul, besaran yang mempengaruhi adalah

1.       Panjang tali, semakin pendek panjang talli maka frekuensi akan semakin besar sehingga waktu yang dibutuhkan singkat.

2.       Percepatan gravitasi, jika percepatan gravitasi besar, maka frekuensi semakin besar sehingga waktu yang dibutuhkan singkat.

C.     Alat dan Bahan

·         Dasar statif 1 buah

·        

Dasar statif

Kaki Statif

·         Batang statif pendek 1 buah

·         Batang statif panjang 1 buah

·        

Kaki statif

Balok penahan

·         Beban 50 gr 2 buah

·         Jepit penahan 2 buah

·        

Balok penahan

Pegas spiral 3 buah

·        

Jepit penahan

Penggaris

·         Benang

·         Stop watch

D.     Cara Kerja

A.     Getaran Pegas

a.       Persiapan Percobaan

1.       Siapkan alat dan bahan

2.       Rakit statif sesuai gambar

3.       Pasang balok penahan pada batang statif

4.       Pasang jepit penahan pada balok penahan

5.       Gantungkan pegas spiral pada jepit penahan

b.       Langkah percobaan

1.       Pasang 1 beban pada pegas

2.       Tarik beban ke bawah sejauh ± 2 cm. Dan siapkan stopwatch di tangan.

3.       Lepaskan bebanbersamaan dengan menekan stopwatch.

4.       Hitung sampai 10 getaran dan tetapt pada saat itu matikan stopwatch, catalah hasil pengamatan.

5.       Hitung waktu 1 getaran (periode T)

6.       Ulangi langkah 1 sampai 5 dengan simpangan 3 cm.

7.       Ulangi langkah 2 sampai 6 dengan setiap kali menambah 1 beban.

B.     Ayunan Sederhana

a.       Persiapan percobaan

Setelah seluruh alat dan bahan dipersiapkan sesuai dengan daftar, maka

1.       Rakit statif sesuai gambar dan tempatkan ditepi meja.

2.       Pasang balok penahan pada ujung batang statif dan pasangkan steker poros pada balok penahan.

3.       Ikat beban dengan tali dan buatlah tanda (menggunakan ball point) pada tali dengan jarak masing-masing 10 cm.

4.       Ikatan tanda ke 10 pada steker poros, seperti gambar (panjang tali 100 cm dari ujung yang terikat pada beban)

5.       Siapkan stopwatch di tangan.

b.       Langkah-langkah percobaan

1.       Simpangkan beban sejauh ± 3 cm (simpangan I)

2.       Lepaskan beban bersamaan dengan menekan stopwatch. Hitung 10 ayunan dan tepat pada hitungan ke 10 matikan stopwatch, catat waktu 10 ayunan tersebut pada tabel. Dari sini dapat diperoleh periode (waktu untuk 1 ayunan)

3.       Ulangi langkah 1 dan 2 dengan penyimpangan ± 5 cm (simpangan II)

4.       Ulangi langkah 1 sampai 3 dengan penambahan 1 beban.

5.       Ulangi langkah 1 sampai 3 dengan panjang tali berbeda beda sesuai tabel.

E.     Hasil Pengamatan

A.     Getaran Pegas

1.       Tabel hasil pengamatan

Simpangan (m)	0,02	0,03	0,02	0,03	0,02	0,03	0,02	0,03
Massa benda (kg)	0,05	0,05	0,10	0,10	0,15	0,15	0,20	0,20
Waktu untuk 10 ayunan (s)	2,75	3,15	3,92	4,68	4,72	5,00	5,25	5,72
Periode T (s)	0,275	0,315	0,392	0,468	0,472	0,5	0,525	0,575
Periode2 T2 (s)	0,075625	0,099225	0,153664	0,219024	0,222784	0,25	0,275625	0,330625
Konstanta pegas (	2,644628099 π2	2,015621063 π2	2,603082049 π2	1,826283878 π2	2,693191612 π2	2,4 π2	2,902494331 π2	2,419659735 π2

2.       Gambar grafik hubungan T² terhadap massa benda (m) untuk simpangan 2 cm dan 3 cm

B.     Ayunan Sederhana

1.       Tabel hasil pengamatan

Penyimpangan	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II
Massa benda (gr)	50	50	100	100	50	50	100	100	50	50	100	100
Panjang tali (m)	1	1	1	1	0,8	0,8	0,8	0,8	0,6	0,6	0,6	0,6
Waktu 10 ayunan (s)	20,44	20,22	20,54	20,46	18,08	18,00	18,45	18,66	15,99	15,96	15,82	15,78
Periode T (s)	2,044	2,022	2,054	2,046	1,808	1,800	1,845	1,866	1,599	1,596	1,582	1,578
T2	4,18	4,09	4,22	4,19	3,27	3,24	3,4	3,48	2,56	2,55	2,5	2,49
Gravitasi	0,96 π2	0,98 π2	0,95 π2	0,96 π2	0,98 π2	0,99 π2	0,94 π2	0,92 π2	0,94 π2	0,94 π2	0,96 π2	0,96 π2

2.       Faktor – faktor yang mempengaruhi T

a.       Panjang tali, semakin panjang tali yang digunakan, semakin besar periode bendanya, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 1 getaran semakin panjang.

b.       Percepatan gravitasi, semakin besar percepatan gravitasi, maka frekuensi semakin besar sehingga waktu yang dibutuhkan singkat atau periode semakin kecil.

c.       Massa benda tidak berpengaruh terhadap periode, karena berdasarkan hasil percobaan diatas, massa yang berbeda dengan panjang tali yang sama, hanya terdapat sedikit perbedaan waktu.

3.       Sumber – sumber kesalahan yang ada

Kesalahan perhitungan mungkin akan sering terjadi dalam percobaan, contoh kesalahan misalnya pada ketepatan menghidupkan stopwatch yang tidak bersamaan dengan dilepaskannya beban pada ayunan sederhana, atau panjang tali yang tidak sesuai dengan ketentuan.

F.     Kesimpulan

Pada getaran pegas massa benda mempengaruhi periode, jika massa benda semakin besar, maka frekuensi getaran (banyak getaran tiap sekon) akan semakin kecil atau periode akan semakin besar, sehingga benda sulit bergetar, konstanta pegasnya akan semakin besar, karena berdasarkan rumus matematisnya, periode berbanding terbalik dengan konstanta pegas.

Pada ayunan sederhana, panjang tali mempengaruhi besarnya periode, semakin panjang tali yang digunakan, semakin besar periode bendanya, waktu yang dibutuhkan mencapai satu getaran semakin panjang, selain itu percepatan gravitasi juga mempengaruhi besar peridenya, jika gravitasi semakin kecil maka periodenya semakin besar, karena berdasarkan rumus matematisnya, periode berbanding terbalik dengan gravitasi.

Sedangkan massa benda tidak berpengaruh terhadap periode, karena berdasarkan hasil percobaan diatas, massa yang berbeda dengan panjang tali yang sama, hanya terdapat sedikit perbedaan waktu sehingga sedikit terjadi perbedaan periode.

G.    Referensi

Haryadi, Bambang. 2010. BSE Fisika SMA kelas XI. Bandung: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Kharisma, LKS Fisika untuk SMA kelas XI semester 1, penerbit : CV. HaKa MJ

http://victorremagare.blogspot.com

wikipedia.co.id