You're Reading a Free Preview
Pages 5 to 8 are not shown in this preview.
Jakarta -
Untuk menggerakkan sebuah benda, kita membutuhkan gaya. Untuk mengubah kecepatan gerak benda pun, kita juga memerlukan gaya. Lalu, apa itu gaya?
Gaya adalah gerakan menarik atau mendorong yang menyebabkan pergerakan pada benda. Selain membuat benda bergerak, gaya juga bisa mengubah arah, kecepatan, bahkan mengubah bentuk benda.
Dengan begitu, menurut Modul IPA Tema 4 Aktif Bergerak, gaya memiliki pengaruh terhadap benda, yaitu:
1. Gaya menyebabkan benda yang diam menjadi bergerak. Contohnya, kursi yang diam bisa bergerak setelah didorong.
2. Gaya menyebabkan benda yang bergerak menjadi diam. Contohnya, bola yang menggelinding dapat diam setelah ditahan menggunakan kaki.
3. Gaya menyebabkan perubahan arah benda. Contohnya, bola basket yang dipantulkan ke dinding akan memantul berubah arah setelah membentur dinding.
4. Gaya dapat membuat pergerakan benda lebih cepat. Contohnya, mobil yang melaju lambat bisa bergerak semakin cepat setelah pengemudi menambah gas.
5. Gaya menyebabkan benda berubah bentuk. Contohnya, botol plastik akan berubah bentuk setelah diinjak.
Macam-macam Gaya
Berikut ini, kita akan membahas mengenai macam-macam gaya beserta contohnya dalam kehidupan sehari-hari.
1. Gaya otot
Setiap gerakan yang kita lakukan sebagian besar menggunakan gaya otot. Ya, sesuai dengan namanya, gaya otot adalah gaya yang dilakukan oleh otot-otot tubuh kita.
Gaya otot sering digunakan ketika kita menarik, mendorong, serta mengangkat barang. Bahkan ketika kita berolahraga, kita menggunakan gaya otot. Contoh dari gaya otot adalah ketika kita mendorong meja, mengangkat buku, menarik pintu, dan sebagainya.
2. Gaya pegas
Gaya pegas dihasilkan dari karet atau pegas yang direnggangkan. Contoh gaya pegas bisa kita lihat pada gerakan anak panah yang dilepaskan.
Ketika memanah, karet yang ditarik akan menghasilkan gaya pegas dan membuat anak panah terlontar.
3. Gaya listrik statis
Kekuatan yang dimiliki benda bermuatan listrik untuk menarik benda di sekitarnya disebut sebagai gaya listrik statis. Untuk membuktikan gaya ini, kamu bisa melakukan kegiatan menggosokkan penggaris plastik ke rambut beberapa saat dan mendekatkan penggaris tersebut ke potongan-potongan kertas kecil.
Dari percobaan tersebut, kamu bisa melihat potongan-potongan kertas kecil menempel ke penggaris plastik. Dengan begitu, dapat disimpulkan bahwa penggaris memiliki gaya listrik statis setelah digosokkan ke rambut.
4. Gaya magnet
Gaya magnet merupakan gaya yang dihasilkan oleh magnet. Benda yang mengandung gaya magnet hanya bisa menarik benda berbahan besi atau baja. Sementara benda berbahan plastik atau kertas tidak akan menempel pada magnet.
5. Gaya gravitasi
Gaya gravitasi merupakan gaya bumi yang menarik benda ke bawah. Gaya inilah yang menyebabkan semua benda di bumi akan selalu jatuh ke bawah.
Untuk membuktikan gaya gravitasi, kamu bisa coba melemparkan pensil ke atas dan kamu akan melihat pensil itu jatuh ke bawah. Contoh lain dari gaya gravitasi adalah buah yang jatuh dari pohon ketika sudah matang.
6. Gaya gesek
Gaya gesek dihasilkan dari gesekan antara dua benda. Contoh gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita berjalan. Gesekan yang terjadi antara telapak kaki dan lantai membuat kita bisa berjalan dengan aman tanpa terjatuh.
Nah, itu dia macam-macam gaya beserta contoh yang bisa kita temui dalam kehidupan sehari-hari.
Simak Video "Konsep Multiverse dalam Sudut Pandang Agama"
(pal/pal)
PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DAN PENENTUAN KONSTANTA PEGAS DENGAN METODE GERAK OSILASI PADA PEGAS
A. PENDAHULUAN
1. LatarBelakang
Sering kali kita mendengar kata pegas, konstanta, dan percepatan gravitasi bumi, tapi biasanya kita lupa dimana kita dapatkan getaran tersebut. Getaran adalah suatu gerak bolak-balik disekitar kesetimbangan. Kesetimbangan disini maksudnya adalah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Percepatan gravitasi (g) didalam mekanika Newton adalah besaran turunan yang sangat berpengaruh lebih-lebih pada aplikasi Geofisika, dimana didalam menentukan kandungan minyak dalam bumi, faktor gravitasi setempat sangat mempengaruhi.
Kita ketahui dimana saja getaran pegas itu terjadi tapi kita tidak tahu kenapa bias seperti itu, reaksi apa yang terjadi dan apa manfaatnya dalam hidup ini. Kita juga ketahui bahwa gaya gravitasi bumi merupakan gaya tarik bumi, namun kita tidak tahu hubungannya dengan konstanta pegas. Untuk mengetahui lebih jelasnya maka kita melakukan sebuah praktikum tentang penentuan percepatan gravitasi bumi dan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas.
2. Tujuan Percobaan
Adapun tujuan pada percobaan ini, yaitu sebagai berikut:
a. Menentukan percepatan gravitasi bumi dengan metode gerak osilasi pada pegas,
b. Menentukan besarnya nilai konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas.
c. Menyelidiki pengaruh pegas tunggal satu, pegas tunggal dua, pegas tunggal satu dan dua yang disusun secara seri., dan pegas tunggal satu dan dua yang disusun secara paralel terhadap periode osilasi.
d. Menyelidiki pengaruh massa benda terhadap besarnya nilai konstanta pegas.
B. Kajian Teori
Setiap benda selalu mempunyai besaran khas disebut massa, yang menentukan besar kecilnya interaksi antara benda tersebut dengan benda lain. Interaksi antara dua benda bermassa dijelaskan oleh Hukum Grafitasi Universal. Hukum ini menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah partikel titk bermassa M sebanding dengan massa masing-masing partikel dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua partikel tersebut. Arah gayanya adalah tarik-menarik sepanjang garis hubung kedua partikel tersebutyang dituliskan sebagai :
F = G ....................................................................................... (5.1)
G adalah konstanta umum gravitasi yang besarnya G = 6,6720 -11 Nm2kg2. Gaya ini selalu tarik-menarik, ditunjukan oleh vektor satuan ( r ), khusunya bila M adalah bumi, maka gaya F disebut berat benda dan biasanya diberi simbol W. Bila benda hanya berada disekitar permukaan bumi, maka r dapat dikatakan sebagai jari-jari bumi, sehingga besaran-besaran GM/r2 sepenuhnya bergantung kepada besaran bumi, sehingga dapat dituliskan sebagai :
W = mg ( -j ) ........................................................................................ (5.2)
Vektor satuan r kita ganti dengan ( -j ) untuk menggantikan bahwa arah percepatan kebawah (ke pusat bumi). Bila pegas terus menerus ditarik maka pada suatu saat bila tarikannya kita hilangkan ternyata pegas tersebut tidak kembali kebentuk semula. Hal ini disebabkan oleh sifat elastisistas dari pegas tersebut telah hilang. Bahkan bila pegas ditarik terus-menerus suatu saat pegas tersebut akan putus. Dengan demikian dapat dikatakn bahwa benda yang elastis mempunyai batas elastisitasdan bila diberikan gaya terus menerus yang melewati batas elastisitasnya benda tersebut akan patah atau putus
(Nolan, 1993).
Bila suatu benda dikenai sebuah gaya dan kemudian gaya tersebut dihilangkan,maka benda akan kembali ke bentuk semula, berarti benda itu adalah benda elastis. Namun pada umumnya benda bila dikenai gaya tidak dapat kembali ke bentuk semula walaupun gaya yang bekerja sudah hilang. Benda seperti ini disebut benda plastis. Contoh benda elastis adalah karet ataupun pegas. Bila pegasditarik melebihi batasn tertentu maka benda itu tidak akan elastis lagi. Mosdulus Elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dan regangan. Modulus ini dapat disebut dengan sebutan Modulus Young. Tegangan (Stress) adalah gaya per satuan luas penampang. Satuan tegangan adalah N/m. Regangan (Strain)adalah perbandingan antara pertambahan panjang suatu batangterhadap panjang awal mulanya bila batang itu diberi gaya.
Dua pegas atau lebih dirangkai seri:
Besar Konstanta pegas pengganti, pada rangkaian seri :
Gambar 5.1. Susunan Seri Dua Pegas
= + + .....
k = konstanta pegas pengganti dalam N/m
k₁ = konstanta pegas 1 dalam N/m
k₂ = konstanta pegas 2 dalam N/m
Dua pegas atau lebih disusun paralel
:
Gambar 2. Susunan Paralel dua Pegas
( Young, 2008).
Berdasarkan hukum II Newton, benda berada dalam keadaan setimbang jika gaya total = 0. Gaya yang bekerja pada benda yang digantung adalah gaya pegas (F0 = -kx0) yang arahnya ke atas dan gaya berat (w = mg) yang arahnya ke bawah. Total kedua gaya ini sama dengan nol. Resultan gaya yang bekerja pada titik kesetimbangan = 0. Hal ini berarti benda diam alias tidak bergerak. Jika kita meregangkan pegas (menarik pegas ke bawah) sejauh x, maka pada keadaan ini bekerja gaya pegas yang nilainya lebih besar dari pada gaya berat, sehingga benda tidak lagi berada pada keadaan setimbang. Total kedua gaya ini tidak sama dengan nol karena terdapat pertambahan jarak sejauh x (Sears, 1987).
C. METODE PRAKTIKUM
1. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini dapat dilihat pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1. Alat dan Bahan Percobaan 5
| No. | Nama Alat dan Bahan | Kegunaan |
| 1. | Pegas | Sebagai bahan amatan. |
| 2. | Stopwatch | Untuk mengukur waktu osilasi. |
| 3. | 1 set statif | Sebagai tempat penggantung pegas. |
| 4. | Mistar | Untuk mengukur pertambahan panjang pegas. |
| 5. | Beban tambahan | Sebagai pemberat. |
2. Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja pada percobaan ini adalah sebagai berikut :
a. Penentuan percepatan dan Konstanta gravitsi bumi dengan gerak osilasi pada pegasPegas dengan Metode gerak Osilasi pada Pegas.
1) Menyediakan semua alat praktikum yang akan digunakan
2) Menyusun alat seperti pada gambar berikut :
Gambar 5.3. Susunan Alat-alat percobaan 5
3) Menggantungkan pegas pada statif yang disediakan.
4) Mengukur panjang pegas sebelum diberi beban (xo).
5) Menggantungkan sebuah beban dengan massa 50 gram pada pegas. Kemudian mengamati perubahan panjangnya.
6) Mengukur pertambahan panjang pegas setelah diberi beban (x1).
7) Mengukur pertambahan panjang pegas setelah diberi beban (Δx).
8) Melepaskan beban yang berada ditelapak tangan sehingga beban tersebut akan berputar bersamaan dengan menekan stopwatch.
9) Menghitung jumlah waktu yang diperlukan dengan getaran 30 kali.
10) Melakukan langkah 5-6 untuk masing-masing beban 100 gram, 150 gram, dan 200 gram.
b. Penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas
1) Untuk pegas tunggal satu.
a) Menggantung pegas tunggal pada statif yang tersedia.
b) Menggantung beban 50 gram pada pegas, kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol stopwatch.
c) Mengukur waktu untuk 30 kali getaran dengan menggunakan stopwatch sebanyak 3 kali pengukuran, setelah pegas tersebut berhenti berayun, lalu mengamati pertambahan panjangnya ( x ).
d) Melakukan langkah 3–4 untuk beban 100 gram,150 gram dan 200 gram.
e) Menetukan waktu rata-rata (t) yang diperlukan untuk 30 kali getaran untuk masing-masing beban.
2) Untuk pegas tunggal dua.
a) Menggantung pegas tunggal dua pada statif yang tersedia.
b) Menggantungkan beban 50 gram pada pegas, kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol stopwatch.
c) Mengukur waktu untuk 30 kali getaran dengan menggunakan stopwatch sebanyak 3 kali pengukuran, lalu mengamati pertambahan panjangnya ( .
d) Melakukan langkah 3 – 4 untuk beban 100 gram,150 gram dan 200 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (t) yang diperlukan untuk 30 kali getaran untuk masing-masing.
f) Untuk pegas tunggal satu dan dua disusun secara seri.
g) Merangkai pegas tunggal satu dan dua secara seri pada statif yang tersedi.
h) Menggantung beban 50 gram pada pegas, kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol stopwatch.
i) Mengukur waktu untuk 30 kali getaran dengan menggunakan stopwatch sebanyak 3 kali pengukuran, setelah pegas tersebut berhenti berayun, lalu mengamati pertambahan panjangnya (
j) Melakukan langkah 3–4 untuk beban 100 gram,150 gram, dan 200 gram.
k) Menentukan rata-rata waktu (t) yang diperlukan untuk 30 kali getaran untuk masing-masing beban.
3) Untuk pegas tunggal satu dan dua secara paralel.
a) Merangkai pegas tunggal satu dan dua secara paralel pada statif yang tersedia.
b) Menggantung beban 100 gram pada pegas, kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol stopwatch.
c) Mengukur waktu untuk 30 kali getaran dengan menggunakan stopwatch sebanyak 3 kali pengukuran, setelah pegas tersebut berhenti berayun, lalu mengamati pertambahan panjangnya (
d) Melakukan langkah b–c untuk beban 100 gram, 150 gram dan 250 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (t) yang diperlukan untuk masing-masing beban.
D. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil
a. Data Pengamatan
1) Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi pada Pegas.
Data pengamatan pada penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode gerak osilasi pada pegas dapat dilihat pada Tabel 5.2.
Tabel 5.2. Data pengamatan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode gerak osilasi pada pegas
| No. | M (kg) | Δx(m) | N | t(s) | |||
| t1(s) | t2(s) | t3(s) | |||||
| 1. | 0,05 | 0,015 | 30 | 14,2 | 12,62 | 14,45 | 13,576 |
| 2. | 0,1 | 0,053 | 30 | 18,9 | 19 | 18,83 | 18,91 |
| 3. | 0,15 | 0,111 | 30 | 23 | 23,26 | 23,33 | 23,196 |
| 4. | 0,2 | 0,156 | 30 | 26,4 | 26,12 | 39 | 26,30 |
2) Penentuan Konstatnta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi pada Pegas
a) Pegas Tunggal Satu
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas tunggal satu dapat dilihat pada Tabel 5. 3.
Tabel 5.3. Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pegas tunggal 1.
| No. | m (kg) | Δx(m) | N | t(s) | |||
| t1(s) | t2(s) | t3(s) | |||||
| 1. | 0,05 | 0,015 | 30 | 14,2 | 12,62 | 14,45 | 13,576 |
| 2. | 0,1 | 0,053 | 30 | 18,9 | 19 | 18,83 | 18,91 |
| 3. | 0,15 | 0,111 | 30 | 23 | 23,26 | 23,33 | 23,196 |
| 4. | 0,2 | 0,156 | 30 | 26,4 | 26,12 | 39 | 26,30 |
b) Pegas Tunggal Dua
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas tunggal dua dapat dilihat pada Tabel 5.4.
Tabel 5.4. Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas tunggal dua.
| No. | m (kg) | Δx(m) | N | t (s) | |||
| t1(s) | t2(s) | t3(s) | |||||
| 1. | 0,05 | 0,012 | 30 | 13 | 12,67 | 12,75 | 12,806 |
| 2. | 0,1 | 0,056 | 30 | 20,3 | 20,14 | 20,5 | 20,313 |
| 3. | 0,15 | 0,107 | 30 | 22,9 | 22,94 | 23,14 | 22,99 |
| 4. | 0,2 | 0,152 | 30 | 26,3 | 26,31 | 26,22 | 26,276 |
c) Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun Seri
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas tunggal satu dan dua disusun seri dapat dilihat pada Tabel 5.5.
Tabel 5.5. Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas tunggal satu dan dua disusun seri.
| No. | m (kg) | Δx (m) | N | t (s) | |||
| t1(s) | t2(s) | t3(s) | |||||
| 1. | 0,05 | 0,048 | 30 | 20,6 | 20,71 | 20,94 | 20,75 |
| 2. | 0,1 | 0,148 | 30 | 27,7 | 27,66 | 27,44 | 27,6 |
| 3. | 0,15 | 0,247 | 30 | 33,3 | 33,68 | 33,13 | 33,37 |
| 4. | 0,2 | 0,345 | 30 | 38,7 | 38,55 | 38,64 | 38,63 |
d) Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun Paralel
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas tunggal satu dan dua disusun paralel dapat dilihat pada Tabel 5.6.
Tabel 5.6. Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas tunggal satu dan dua disusun paralel.
| No. | m (kg) | Δx (m) | N | t (s) | |||
| t1(s) | t2(s) | t3(s) | |||||
| 1. | 0,1 | 0,014 | 30 | 13,2 | 13 | 13,4 | 13,2 |
| 2. | 0,15 | 0,041 | 30 | 16,2 | 16,54 | 16,64 | 16,46 |
| 3. | 0,2 | 0,063 | 30 | 17,3 | 17,31 | 17,14 | 17,25 |
| 4. | 0,25 | 0,091 | 30 | 18,1 | 19,21 | 19,02 | 19,113 |
b. Analisis Data
1) Penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode gerak osilasi pada pegas
a) Menentukan frekuensi
f =
=
= 2,21 Hz
b) Menentukan periode
T =
=
= 0,45 s
c) Menentukan nilai konstanta pegas secara teori
k =
=
= 9,74 kg/s2
d) Menentukan nilai gravitasi bumi
g =
=
= 2,92 m/s2
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 5.7. Analisis Data Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi pada Pegas
| No. | m (kg) | N | t (s) | ∆x (m) | f (Hz) | T (s) | K (N/m) | g (m/s2) |
| 1. | 0,05 | 30 | 13,58 | 0,015 | 2,21 | 0,45 | 9,74 | 2,92 |
| 2. | 0,1 | 30 | 18,91 | 0,053 | 1,6 | 0,62 | 9,93 | 5,26 |
| 3. | 0,15 | 30 | 23,196 | 0,111 | 1,3 | 0,77 | 9,98 | 7,4 |
| 4. | 0,2 | 30 | 26,30 | 0,156 | 1,14 | 0,88 | 10,26 | 8,01 |
2) Penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas
a) Pegas tunggal satu
(1) Menentukan frekuensi
f =
=
= 2,21Hz
(2) Menentukan periode
T =
=
= 0,45 s
(3) Menentukan nilai konstanta pegas
k =
=
= 9,74 kg/s2
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.8 berikut.
Tabel 5.8. Penentuan Konstanta Pegas Tunggal Satu
| No. | m (kg) | ∆x (m) | N | f (Hz) | T (s) | K (N/m) | |
| 1. | 0,05 | 0,015 | 30 | 13,58 | 2,21 | 0,45 | 9,74 |
| 2. | 0,1 | 0,053 | 30 | 18,91 | 1,6 | 0,62 | 9,93 |
| 3. | 0,15 | 0,111 | 30 | 23,19 | 1,3 | 0,77 | 9,98 |
| 4. | 0,2 | 0,156 | 30 | 26,30 | 1,14 | 0,88 | 10,26 |
b) Pegas tunggal 2
(1) Menentukan Frekuensi
f =
=
= 2,34 Hz
(2) Menentukan Periode
T =
=
= 0,43 s
(3) Menentukan Nilai Konstanta Pegas
k =
=
= 10,66 kg/s2
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.9 berikut.
Tabel 5.9. Analisis Data Penentuan Konstanta Pegas Tunggal Dua
| No. | m (kg) | ∆x (m) | N | tˉ (s) | f (Hz) | T (s) | k (N/m) |
| 1. | 0,05 | 0,012 | 30 | 12,8 | 2,34 | 0,43 | 10,66 |
| 2. | 0,1 | 0,056 | 30 | 20,31 | 1,48 | 0,68 | 8,53 |
| 3. | 0,15 | 0,107 | 30 | 22,99 | 1,31 | 0,77 | 9,98 |
| 4. | 0,2 | 0,152 | 30 | 26,27 | 1,14 | 0,88 | 10,19 |
c) Pegas tunggal satu seri dengan pegas tunggal 2
(1) Menentukan frekuensi
f =
=
= 1,45 Hz
(2) Menentukan periode
T =
=
= 0,69 s
(3) Menentukan nilai konstanta pegas
k =
=
= 4,14 kg/s2
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.10 berikut.
Tabel 5.10. Analisis Data Penentuan Konstanta Pegas Secara Seri
| No. | m (kg) | ∆x (m) | N | tˉ (s) | f (Hz) | T (s) | k (N/m) |
| 1. | 0,05 | 0,048 | 30 | 20,75 | 1,45 | 0,7 | 4,14 |
| 2. | 0,1 | 0,148 | 30 | 27,6 | 1,09 | 0,92 | 4,66 |
| 3. | 0,15 | 0,273 | 30 | 33,37 | 0,89 | 1,12 | 4,72 |
| 4. | 0,2 | 0,345 | 30 | 38,63 | 0,78 | 1,28 | 4,81 |
d) Pegas Tunggal Satu Paralel Pegas Tunggal Dua
(1) Menentukan frekuensi
f =
=
= 2,27 Hz
(2) Menentukan periode
T =
=
= 0,44 s
(3) Menentukan nilai konstanta pegas
k =
=
= 20,37 kg/s2
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.11 berikut.
Tabel 5.11. Analisis Data Penentuan Konstanta Pegas Secara Paralel
| No. | m (kg) | ∆x (m) | N | tˉ (s) | f (Hz) | T (s) | k (N/m) |
| 1. | 0,1 | 0,014 | 30 | 13,2 | 2,27 | 0,44 | 20,37 |
| 2. | 0,15 | 0,041 | 30 | 16,46 | 1,82 | 0,55 | 19,56 |
| 3. | 0,2 | 0,063 | 30 | 17,25 | 1,74 | 0,57 | 24,28 |
| 4. | 0,25 | 0,091 | 30 | 19,113 | 1,57 | 0,64 | 24,07 |
3) Penentuan Konstanta Pegas Secara Teori
a) Paralel
kp = k₁ + k₂
= 9,93 + 8,53
= 18,46 N/m
Dengan cara yang sama unutuk data selanjutnya dapat dilhat pada Tabel 5.12.
Tabel 5.12. Penentuan Konstanta Analisis Data Pegas Paralel Secara Teori
| No. | m (kg) | N | k₁ (N/m) | k₂ (N/m) | kparalel (N/m) |
| 1. | 0,1 | 30 | 9,93 | 8,53 | 18,46 |
| 2. | 0,15 | 30 | 9,98 | 9,98 | 19,96 |
| 3. | 0,2 | 30 | 10,26 | 10,19 | 20,45 |
b) Seri
= +
=
=
=
= 0,196478 N/m
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.13.
Tabel 5.13. Penentuan Konstanta Analisis Data Pegas Seri Secara Teori
| No. | m (kg) | N | k₁ (N/m) | k₂ (N/m) | k (N/m) |
| 1. | 0,05 | 30 | 9,74 | 10,66 | 0,196478 |
| 2. | 0,1 | 30 | 9,93 | 8,53 | 0,217939 |
| 3. | 0,15 | 30 | 9,98 | 9,98 | 0,2004008 |
| 4. | 0,2 | 30 | 10,26 | 10,19 | 0,1956013 |
4) Grafik Hubungan Massa Benda dengan Pertambahan Panjang Pegas
a) Pegas Tunggal 1
Gambar 5.4. Grafik Hubunagan Antara Massa dan Pertambahan Panjang Pegas pada Pegas Tunggal 1
b) Pegas Tunggal 2
Gambar 5.5. Grafik Hubunagan Antara Massa dan Pertambahan Panjang Pegas pada Pegas Tunggal 2
c) Pegas Seri
Gambar 5.6. Grafik Hubunagan Antara Massa dan Pertambahan Panjang Pegas pada Pegas Seri
d) Pegas Paralel
Gambar 5.6. Grafik Hubunagan Antara Massa dan Pertambahan Panjang Pegas pada Pegas Seri
2. Pembahasan
Gerak harmonik sederhana atau getaran dapat didefinisikan sebagai subjek dari gaya yang proporsional untuk mengganti partikel tetapi berada didepan lambang atau tanda. Jika beban ditarik dari kedudukan setimbang lalu dilepaskan maka benda berada diujung pegas akan bergeser keatas atau kebawah. Gerak seperti ini disebut gerak periodik atau getaran.
Berdasarkan Hukum Hooke, apabila sebuah pegas dikenai sebuah gaya maka pegas akan mengalami pertambahan panjang. Pertambahanpanjang tersebut berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada pegas tersebut. Jika pada pegas digantungkan sebuah beban maka gaya yang bekerja pada pegas tersebut adalah gaya berat dimana gaya berat tersebut dipengaruhi oleh massa dan percepatan gravitasi bumi. Sehingga, persamaannya menjadi massa benda dikali percepatan gravitasi bumi sama dengan konstanta pegas dikali pertambahan panjang pegas. Selain itu, dengan menggetarkan beban pada pegas maka periodenya dapat diukur yang persamaannya adalah periode sama dengan dua phi akar massa dibagi dengan konstanta pegas.
Dalam percobaan ini telah dilakukan percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dan konstanata pegas dengan metodde gerak osilasi pada pegas. Berdasarkan data pengamatan dan analisis data diperoleh hasil bahwa percepatan gravitasi bumi sangat dipengaruhi oleh massa. Dengan massa yang berbeda dan jumlah getaran yang sama ternyata percepatan gravitasi yang paling besar atau paling mendekati sembilan koma delapan adalah pegas yang diberi beban paling besar. Gaya yang diperlukan untuk merenggangkan sebuah pegas tergantung pada keelastisan pegas itu sendiri. Semaki elastis sebuah pegas maka semakin kecil gaya yang diperlukan, sebaliknya semakin kaku sebuah pegas maka semakin besar pula gaya yang diperlukan untuk merenggangkannya.
Konstanta pegas ditentukan dengan membandingkan gaya yang diberikan kepada pegas dengan pertambahan panjang pegas. Berdasarkan hasil pengamatan semakin berat massa yang digantungkan pada pegas maka semakin besar konstanta pegas, sebaliknya semakin kecil berat beban yang digantungkan pada pegas maka semakin kecil pula nilai konstanta pegasnya.
Hasil analisis data untuk percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi diperoleh bahe]wa pegas dengan beban 0,05 kg memiliki percepatan gravitasi sebesar 3 m/s2, pegas dengan beban 0,1 kg memiliki percepatan gravitasi bumi 5,2 m/s2, pegas dengan beban 0,15 kg memiliki percepatan gravitasi bumi 7,4 m/s2, dan pegas dengan beban 0,2 kg memilki percepatan gravitasi sebesar 7,94 m/s2.
Selanjutnya untuk percobaan penentuan konstanta pegas diperoleh hasil yang menunjukan bahwa antara percobaan dan teori saling berlawanan atau menyimpang. Berdasarkan teori untuk penentuan konstanta pegas yang disusun seri dirumuskan dengan konstanta sama dengan k1 dikali k2 di bagi k1 di tambah k2. Sebagai contoh kita ambil pegas satu dengan massa 0,05 kg dan konstanta pegas 9,86 N/m2 dan pegas dua dengan massa yang sama dan kostanta pegas 2,6 N/m2. Jika kita masukan rumus tersebut untuk mengolah data diatas maka diperoleh nilai konstanta pegas seri yaitu 2,06 N/m2, sedangkan berdasarkan praktek nilai konstanta pegas seri adalah 4,026 N/m2, begitu pula dengan pegas bermassa yang lain memperoleh hasil yang berlawanan dengan teori.
Kemudian yang disusun paralel berdasarkan teori dirumuskan dengan konstanta paralel sama dengan k1 ditambah k2, dengan menggunakan contoh yang sama seperti pegasa seri yang telah diuraikan diatas apabila data tersebut dimasukan pada rumus konstanta paralel maka diperoleh konstanta pegas secara teori 12,46 N/m2, sedangkan secara praktek diperoleh niai konstanta pegas sebesar 20,37 N/m2, demikian pula dengan data yang lain diperoleh hasil yang berlawanan antara praktek dan teori.
Perbedaan antara hasil praktek dan teori bisa terjadi karena beberapa faktor, diantaranya adalah peralatan praktikum sudah tidak layak laggi terutama pegasnya atau kesalahan praktikan dalam melakukan pengukuran. Berdasarkan grafik hubungan antara massa benda dengan pertambahan panjang pegas dapat kita ketahui bahwa massa benda berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas. Baik pada pegas tunggal satu, pegas tunggal dua, pegas yang disusun seri, maupun pegas yang disusun paralel. Dimana semakin besar massa benda maka semakin besar pula pertambahan panjang pegasnya.
E. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum ini adalah sebagai berikut:
a) Percepatan gravitasi dapat ditentukan dengan cara membandingka pertambahan panjang pegas dengan kuadrat dari periode yang diperoleh.
b) Konstanta pegas dapat ditentukan dengan cara membandingkan massa dengan kuadrat dari periode
c) Periode pegas yang disusun seri lebih besar dari periode osilasi pegas yang disusun paralel.
d) Pengaruh massa benda terhadap nilai konstanta pegas, yaitu semakin besar massa beban yang digantungkan pada pegas maka semakin besar pula nilai konstanta pegasnya.
2. Saran
Saran yang dapat saya kami sampaikan pada prktikum ini adalah:
a. Untuk teman-teman praktikan agar teliti dan berhati-hati pada saat melakukan praktikum agar tidak terjadi kesalahan data dan tetap menjaga kekompakan.
b. Untuk asisten cara menjelaskannya sudah bagus dan perlu ditingkatkan lagi.
c. Untuk pengelola lab agar mengganti alat-alat yang sudah rusak, serta kalau bisa agar di lab dipasangkan AC.
DAFTAR PUSTAKA
Nolan.1993. Dasar-Dasar Fisika Universitas. Jakarta . Erlangga.
Sears, Zemansky.1987. Fisika untuk Universita Jilid 1 Edisi Ke 10. Jakarta. Erlangga.
Young, H.D. dan Freedman, R. A. 2008. Fisika Universitas Jilid 1. Jakarta. Erlangga.