PERCOBAAN 4
GERAK JATUH BEBAS
A. PENDAHULUAN
1.
Latar
Belakang
Dalam
kehidupan sehari-hari kita sering melihat benda- benda yang mengalami gerak jatuh bebas, misalnya gerak
buah yang jatuh dari pohonnya. Benda tersebut seolah-olah memiliki kecepatan yang tetap atau dengan
kata lain benda tersebut tidak mengalami
percepatan. kenyataan yang terjadi setiap benda yang jatuh bebas mengalami
percepatan tetap tetap. Dalam hal ini gerak jatuh bebas merupakan benda yang
mengakibatkan benda melewati lintasan
berbentuk lurus karena pengaruh gaya
gravitasi bumi. Gerak jatuh bebas juga merupakan salah satu bentuk gerak lurus
dalam satu dimensi yang hanya
dipengaruhi oleh adanya percepatan gravitasi bumi.
Pada
masa lampau, gerak yang jatuh kepermukaan tanah merupakan pokok pembahasan yang
sangat menarik dalam ilmu filsafat alam. Aristoteles seorang ahli filsafat menyatakan bahwa benda yang massanya lebih
besar jatuh lebih cepat dibandingkan benda yang lebih ringan. Pendapat
aristoteles ini mempengaruhi pandangan orang- orang yang hidup sebelum masa
Galileo, yang menganggap bahwa benda yang massanya lebih besarjatuh lebih cepat
dari benda yang lebih ringan dan bahwa laju jatuh benda sebanding dengan massa
benda tersebut.
Untuk
membuktikan teori mengenai gerak jatuh bebas tersebut, maka diadakan praktikum
ini yang akan membahas tentang percepatan gravitasi bola pada gerak jatuh
bebas, serta hubungan antara waktu
dengan ketinggian pada gerak jatuh bebas.
2.
Tujuan
Tujuan
diadakannya percobaan gerak jatuh bebas ini yaitu :
a. Untuk
menentukan percepatan gravitasi bola pada gerak jatuh bebas.
b. Untuk
menggambarkan grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t.
B. KAJIAN TEORI
Gerak jatuh jatuh bebas adalah gerak yang mengakibatkan
benda melewati lintasan berbentuk lurus karena pengaru gaya gravitasi bumi. Gerak
jatuh bebas mengakibatkan gesekan dan perubahan kecil percepatan terhadap ketinggian.
Percepatan gerak jatuh bebas disebabkan oleh gaya gravitasi bumi yang besarnya
9,8 m/s2 dan berarah menuju kepusat bumi. Gesekan yang dimaksud
disini adalah gsekan antara benda dan udara. Suatu benda yang dijatuhkan dari
ketinggian tertentu dalam ruang terbuka akan diperlambat akibat gaya gesekan
dan laju udara, pada percepatan gerak jatuh bebas seiring ditemukan bahwa
haasil percepatan yang dialami benda tidak seuai dengan hasil percepatan
gravitasi bumi, hal tersebut terjadi karena sesungguhnya benda tersebut telah
mengalami pelambatan oleh gaya gesek udara. Percepatan yang dialami benda pada
gerak jatuh bebas akan sama dengan percepatan gravitasi bila benda tersebut
dijatuhkan pada ruang hampa udara (Pantur, 1985).
Gerak
lurus berubah beraturan adalah gerak
benda dengan lintasan garis lurus dan memiliki kecepatan setiap saat berubah
dengan teratur. Pada gerak lurus berubah
beraturan gerak benda dapat mengalami
percepatan atau peralambatan. Gerak benda yang mengalami percepatan
disebut gerak lurus berubah beraturan dipercepat, sedangkan gerak lurus yang
mengalami perlambatan disebut gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Suatu
benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) jika percepatannya selalu
konstan. Percepatan merupakan besaran vektor (besran yang mempunyai besar dan
arah). Percepatan konstan berarti besar dan arah percepatan selalu konstan
setiap saat (Sasrawan, 2013).
Gerak
jatuh bebas adalah gerak jatuh yang hanya dipengaruhi oleh gaya tarik bumi dan
bebas dari tambahan gaya- gaya lain.
Gerak jatuh bebas ini termaksud GLBB dipercepat dengan kecepatan awal V0 = 0 dan percepatan sebesar
percepatan gravitasi (g), sehingga beralaku persamaan :
a. V
. (t) = g . t
............................................................................. (1)
b. S
. t =
.
g . t2 ................................................................................. (2)
c. h
. t =
h0 -
g. t2 .............................................................................. (3)
d. t =
........................................................................................ (4)
diamana t = tetapan waktu untuk mencapai titik acuan
(Widodo, 2009).
C. METODE PRAKTIKUM
1.
Alat
dan Bahan
Alat
dan bahan yang digunakan pada praktikum gerak jatuh bebas ini dapat dilihat
pada tabel 4.1. Berikut :
Tabel
1. Alat dan Bahan Percobaan Gerak Jatuh Bebas.
No.
|
Alat
dan Bahan
|
Kegunaan
|
1.
|
Dasar statif
|
Sebagai penyangga
|
2.
|
Batang statif
|
Sebagai tempat melengketnya
gerbang cahaya dan magnet.
|
3.
|
Mangnet pemegang bola magnet
|
Sebagai tempat melekatnya bola
loga.
|
4.
|
Gerbang cahaya
|
Sebagai pendeteksi bola logam.
|
5.
|
Bola logam
|
Sebagai objek pengamatan.
|
6.
|
Timer
counter
|
Untuk membaca waktu dari sensor
yang diterima oleh gerbang cahaya.
|
7.
|
Mistar
|
Untuk mengukur jarak bola.
|
8.
|
Kabel
- kabel penghubung
|
Untuk menghubungkan timer counter terhadap gerbang cahaya
dan mangnet pemegang bola logam.
|
2. Prosedur Kerja
Prosedur kerja pada percobaan gerak
jatuh bebas yaitu :
1.
Merangkai alat seperti pada Gambar 4.1.
Memasang magnet pemegang bola pada bagian statif, gerbang cahaya pertama
ditengah batang, dan gerbang cahaya kedua dibagian bawah.
2.
Menghubungkan magnet pemegang blola ke
luar PI/E. Magnet pada timer counter AT – 01 menggunakan kabe penghubung.
3.
Menghubungkan gerbang cahaya 1 dan
gerbang cahaya 2 secara berurutan pada terminal P1 dan P2 pada timer counter. Mengatur jarak kedua
gerbang sedemikian rupa sehingga jarak antara keduanya adalah 10 cm.
4.
Menghubungkan timer counter AT- 01 ke sekot jalan listrik. Timer counter dalam keadaan mati.
5.
Menghidupkan timer counter AT- 01. Menekan tombol pemilih fungsi pada timer counter beberapa kali sedemikian
rupa sehingga timer counter berada
pada fungsi Gravity accekeration.
Pada keadaan tersebut lampu led pada fungsi tersebut dan fungsi E. Magnet akan menyala, led pada
fungsi E. Magnet menunjukan bahwa sumber tegangan untuk maget pemegang bola
juga dalam keadaan hidup.
6.
Mengatur kelurusan magnet pemegang bola,
dan kedua gerbang cahaya sedemikian rupa sehingga trayektori bola logam dari
magnet pemegang bola menghalangi gerbang cahaya pada masing-masing gerbang
cahaya. Menggunakan plum bob untuk memudahkan mengatur kelurusan.
Gambar
4.1. Rangkaian Alat Percobaan Gerak Jatuh Bebas
D. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil
a.
Data Pengamatan
Data
pengamatan pada percobaan gerak jatuh bebas dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Data Pengamatan
Percobaan Gerak Jatuh Bebas
No.
|
h1
(m)
|
h2
(m)
|
t1
(s)
|
t2
(s)
|
1.
|
0,20
|
0,40
|
204 x 10-3
|
358 x 10-3
|
2.
|
0,30
|
0,55
|
261 x 10-3
|
505 x 10-3
|
3.
|
0,40
|
0,75
|
358 x 10-3
|
754 x 10-3
|
4.
|
0,50
|
0,95
|
496 x 10-3
|
1220 x 10-3
|
b.
Analisis Data
1)
Menentukan percepatan gravitasi bola
pada gerak jatuh bebas.
g
=
=
=
= 4, 621713 m/s2
Dengan cara yang sama,
untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.3 berikut.
Tabel 4.3. Analisis Data Penentuan
Percepaan Gravitasi Bola pada Gerak Jatuh Bebas.
No.
|
h1(m)
|
h2(m)
|
t1(s)
|
t2(s)
|
g(m/s2)
|
1.
|
0,20
|
0,40
|
204 x 10-3
|
358 x 10-3
|
4, 621713
|
2.
|
0,30
|
0,55
|
261 x 10-3
|
505 x 10-3
|
2, 67517
|
3.
|
0,40
|
0,75
|
358 x 10 -3
|
754 x 10-3
|
1, 589637
|
4.
|
0,50
|
0,95
|
496 x 10-3
|
1220 x 10-3
|
0,724414
|
2)
Grafik hubungan antara ketinggian h dengan
waktu t.
Grafik hubungan antara
ketinggian h dengan waktu t dapat dilihat pada
Gambar 4.2 dibawah ini :
Gambar
4.2. Grafik Hubungan Antara Ketinggian h dengan Waktu t
2. Pembahasan
Gerak
jatuh bebas adalah gerak benda akibat gaya tarik bumi tanpa adanya gaya lain
yang bekerja padanya, hanya dipengaruhi oleh gaya tarik bumi. Gerak jatuh bebas terjadi pada semua benda
dari ketinggian tertentu tanpa memperdulikan massa benda tersebut. Pada gerak
jatuh bebas ini mengakibatkan gesekan, dimana gesekan yang dimaksud disini
adalah gesekan antara benda dan udara. Suatu benda yang dijatuhkan pada
ketinggian tertentu dalam ruang terbuka akan diperlambat oleh gaya gesek dan
laju udara.
Berdasarkan
pengamatan pada percobaan ini diketahui bahwa semakin tinggi benda yang
dijatuhkan kebumi maka waktu yang diperlukan benda untuk sampai kebumi maka
waktu yang diperlukan semakin lama. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gesekan
udara. Namun gesekan udara disini dapat diabaikan karena pada waktu melakukan
percobaan diakukan diruang terbuka. Pada analisis data untuk ketinggian akhir
yang dimulai dari 0,4 m, 0,55 m, 0,75m, dan 0,95m diperoleh percepstsn
grsvitasi secara berturut- turut yaitu : 4,621713 m/s, 2,67517 m/s, 1,589637
m/s dan 0,724414 m/s. Sehingga dapat diketahui bahwa semakin tinggi jarak benda
yang dijatuhkan maka akan membutuhkan waktu yang lama dengan kecepatan
gravitasi semakin besar.
Secara
teori yang ada menyatakan bahwa percepatan gravitasi bumi nilainya adalah 9,8
m/s, namun berdasarkan hasil percobaan ini nilai percepatan gravitasi yang
diperoleh tidak sesuai dengan teori yang ada, hal ini terjadi mungkin karna
kekurang telitian saat melakukan praktikum dan kemungkinan juga karena alat-alatnya
sudah rusak.
Berdasarkan
grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t, menunjukan bahwa semakin tinggi
jarak benda dari permukaan bumi maka waktu yang dibutuhkan benda untuk sampai
kepermukaan bumi semakin lama. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa
ketinggian suatu benda berbanding lurus dengan waktunya.
E. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Setelah
melakukan praktek dapat disimpulkan bahwa :
a.
Penentuan percepatan gravitasi bola pada
gerak jatuh bebas yaitu dengan cara membandingkan antara ketinggian dengan
waktu kuadrat. Percepatan gravitasi bola pada percobaan Gerak Jatuh Bebas ini
adalah 2,4027335 m/s². Sedangkan secara teori percepatan gravitasi bumi adalah
9,8 m/s².
b.
Hubungan ketinggian h dengan waktu t
dapat dilihat pada grafik 1. Dimana semakin tinggi suatu benda maka waktu yang
dibutuhkan semakin besar.
2. Saran
Saran
yang dapat kami ajukan pada praktikum ini yaitu:
a.
Untuk teman-teman praktikan agar selalu
menjaga kekompakan ketika melakukan praktikum.
b.
Untuk asisten agar tidak pernah bosan
untuk membimbing kami dalam melakukan praktikum.
c.
Untuk pengelola laboratorium agar
mengganti alat-alat lab yang sudah rusak, seperti pada percobaan gerak jatuh
bebas ini magnet pemegang bolanya sudah rusak agar segera diganti.
DAFTAR
PUSTAKA
Pantur.
1985. Fisika Jilid 1. Jakarta :
Erlangga.
Sasrawan, Hedi. 2013. Gerak Lurus Berubah Beraturan (Artikel
Lengkap). Diakses pada tanggal 18 Desember 2014 pada pukul 10.12 WITA.
Widodo,
T. 2009. Fisika. Erlangga. Jakarta
gambarnya gak ada gan
BalasHapusGak ada gambar tp bagus makasih rangers vochers
BalasHapusMakasih kak
BalasHapus