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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar