BAB I

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Bila suatu benda melakukan gerak bolak-balik terhadap suatu titik tertentu, maka gerak benda itu dikatakan bergetar. Dalam praktikum kali ini kita akan melakukan suatu jenis getaran yang dinamakan gerak harmonik. Yang hampir serupa dengan gerak ini ialah gerak benda yang digantungkan pada sebuah pegas, gerak ayunan bandul yang amplitudonya kecil, dan gerak roda pengimbang pada arloji. Getaran tali dan kolom udara alat-alat musik merupakan gerak harmonik atau superposisi gerak-gerak harmonik.

Materi pipa U yang akan dibahas pada praktikum kali ini termasuk gerak harmonis sederhana linier. Gerak harmonis sederhana ini tidak menghasilkan sudut dalam gerak osilasinya. Berdasarkan teori atom modern, orang menduga bahwa molekul-molekul benda padat bergetar dengan gerak yang hampir harmonik terhadap posisi kisi-kisi tetapnya, walaupun gerak molekul-molekul itu tentunya tidak dapat kita lihat secara langsung.

Dalam setiap bentuk gerak gelombang, partikel-partikel medium yang dilalui oleh gelombang akan bergetar dengan gerak harmonik atau dengan superposisi gerak harmonik. Bahkan hal ini juga berlaku untuk gelombang cahaya dan gelombang radio dalam ruang hampa, akan tetapi yang bergetar dalam hal ini bukanlah partikel materi, melainkan intensitas listrik dan magnet yang bersangkutan dengan gelombang tersebut. Sebagai contoh terakhir, persamaan-persamaan yang melukiskan suatu rangkaian listrik dimana terdapat arus listrik bolak-balik mempunyai bentuk yang sama dengan persamaan gerak harmonik untuk benda materi. Dengan demikian, sangat jelaslah bahwa untuk banyak bidang ilmu fisika, pengetahuan mengenai gerak harmonik ini amat penting untuk dipelajari.

1.2 Tujuan Praktikum

Tujuan penulisan laporan praktikum ini yaitu untuk menentukan percepatan gravitasii dengan menggunakan osilasi cairan yang berada pada pipa U.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Gerak Harmonik Sederhana (GHS) adalah gerak periodik dengan lintasan yang ditempuh selalu sama (tetap). Gerak Harmonik Sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu. Gerak periodik adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval waktu tetap. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :

Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, yaitu gerak harmonis yang dalam gerakan osilasinya tidak menghasilkan sudut. Misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa / air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya.Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, yaitu gerak harmonis yang dalam gerakan osilasinya menghasilkan sudut. Misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

Suatu benda dikatakan bergerak harmonik jika benda tersebut melakukan gerak bolak-balik di sekitar suatu titik tertentu yang disebut titik keseimbangan. Peristiwa gerak yang berulang ini akan berhenti apabila adanya gaya penghambat gesekan udara. Besarnya gaya baik pada arah positif atau negatuf disebut gaya pemulih dan arahnya selalu menuju titik keseimbangannya. Jarak y dan +y disebut simpangan getaran. Secara matematis, gaya pemulih dihubungkan berdasarkan hukum hooke:

F = k . y

dimana k ialah sebuah konstanta proporsionalitas yang disebut konstanta gaya k, dan x adalah perpindahan dari posisi keseimbangannya. Dalam persamaan ini, F berarti gaya yang harus dikerjakan terhadap suatu benda elastis untuk menghasilkan perpindahan x. Dalam bentuk vektor, gaya pemulih dapat dituliskan sebagai F = -k y, dengan F bertanda negatif diartikan sebagai arah gaya yang selalu berlawanan dengan arah simpangan.

Gerak Harmonik pada Pegas

Jika sebuah pegas dengan konstanta gaya k di ujungnya diberi beban dengan massa m, kemudian beban tersebut ditarik lalu dilepaskan, maka m dapat melakukan gerak harmonik di atas meja yang licin. Periode dan frekuensi getaran pegas diturunkan dengan cara sebagai berikut:

k = m 2 = m 2 2 = = m 42 , karena = 2

T T T

Sehingga didapatkan:

k = m 42 T2 = m . 42

T T

Atau T = 2 m dengan T = perode getaran (s)

k m = massa beban (kg)

k = kanstanta gaya (N/m)

Gerak Harmonik pada ayunan sederhana

Sebuah benda bermassa m, diikat dengan seutas tali sepanjang l dan kemudian diayunkan. Sistem semacam ini disebut ayunan sederhana.

Gaya yang mempengaruhi gerak ayunan adalah F = mg sin , dengan sudut simpangan sebesar dan l adalah panjang tali ayunan. Ayunan dengan sudut kecil dapat dianggap sebagai gerak harmonik sederhana. Untuk sudut kecil (tg sin = ), maka busur lingkaran (s= l ) sama dengan simpangannya (y= l sin ). Dari bentuk simpangan getarnya akan diperoleh:

Sin = y = F

l mg

Besarnya gaya pemulih yang bekerja akan menjadi:

F = mg y = mg y

l l

Dari hubungan antara gaya dan konstanta gaya telah diketahui

F = k y = mg y

l

Sehingga persamaan menjadi

k = mg y, karena k = m 2 atau k = m 4

l T2

maka,

mg = m 4 T2 = m l H

l T2 g

Atau T = 2 l dengan T = perode getaran (s)

g l = panjang tali ayunan (m)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

BAB IIIMETODE PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang diperlukan pada praktikum kali ini di antaranya:

1. Pipa U

2. Kabel atau benang untuk meengukur tinggi permukaan zat cair

3. Air

4. Stopwatch

3.2 Prosedur Praktikum

Isi air secukupnya ke dalam pipa U yang kedua ujungnya terbuka. Setelah itu, ukur panjang kolom zat cair pada pipa U tsb.Buatlah kedudukan zat cair tidak sama tinggi kemudian lepaslah.Ukurlah T sebanyak 5 kali, adapun setiap t terdiri dari 5 ayunan. T = t/5Ulangi percobaan hingga sepuluh kali.Hitunglah g dari percobaan ini, lalu bandingkan hasil yang diperoleh dengan literatur (g= 9.78 m/s2).

BAB IV HASIL PERCOBAAN

Panjang total zat cair = 35,6 x 10-2 m

Panjang kolom zat cair =

2

10

6

,

35

x

= 17,8 x 10-2 m

No

t (s)

Rata-rata

t

D

(s)

T= / 5

t

2

1

4,41

4,528 0,054

Maka,

4,528 + 0,054 = 4,582

4,528 0,054 = 4,474

T =

5

528

,

4

= 0,9056

19,45

2

4,50

20,25

3

4,75

22,56

4

4,29

18,40

5

4,41

19,45

6

4,40

19,36

7

4,44

19,71

8

4,65

21.62

9

4,81

23,14

10

4,62

21,34

BAB V PEMBAHASAN

5.1 Pengolahan Data

5.1. Pengolahan atau perhitungan data

n

t

1

=

D

1

)

(

2

2

-

-

n

t

t

n

=

10

1

1

10

)

2784

,

2050

(

)

2894

,

205

)(

10

(

-

-

=

10

1

9

6156

,

2

=

10

1

(0,29)

= 0,029

g =

2

2

4

T

l

p

=

2

2

)

9056

,

0

(

)

178

,

0

(

)

14

,

3

(

4

=

82

,

0

02

,

7

= 8,5754 m/s

2

5.2 Penjelasan Hasil Data

Pada praktikum kali ini, kita melaksanakan percobaan mengenai gerak harmonik sederhana dengan metode pipa U. Dari hasil percobaan, kami memperoleh nilai sebesar 8,5754 m/s2, sedangkan menurut literatur pecepatan gravitasi di Bandung adalah 9,78 m/s2. Ketidaksesuaian tersebut dapat disebabkan beberapa faktor, di antaranya:

Kurang telitinya pengamat dalam membaca skala pada perangkat bacaLingkungan percobaan yang kurang mendukungPeralatan percobaan yang sudah sering dipakai sehingga mengurangi tingkat akurasinya.

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Dari praktikum mengenai pipa U ini dapat ditentukan periode getaran dan percepatan gravitasi. Berdasarkan hasil percobaan, besar percepatan gravitasi memiliki nilai yang lebih kecil dari percepatan gravitasi menurut literatur. Hal ini disebabkan karena ketidaktelitian pengamat.

6.2 Saran

Bila kita ingin memperoleh hasil yang lebih akurat dalam pengukuran, sebaiknya dilakukan pengukuran berulang.Dibutuhkan ketelitian pada saat melakukan proses pengukuran karena hal tersebut dapat mempengaruhi perhitungan dari hasil percobaan.

BAB VII

DAFTAR PUSTAKA

Andoyo, Robi dan Zaida, Drs. M. Si. 2005-2006. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Universitas Padjadjaran, Bandung.

Kanginan, Marthen. 1999. Fiska untuk SMU Kelas 1. Erlangga, Jakarta.

Sukabdiyah, Sri. 1998. IPA Fisika untuk kelas VIII . Yudhsitira, Jakarta

Wiladi, Hasan dan Kamajaya. 2003. Fisika jilid II1. Grafindo, Jakarta.

Anonim. 2007. Gerak Harmonis Sederhana. Available at htttp://www.wikipedia.org (diakses tanggal 17 November 2007)

.