Selasa, 08 Januari 2013

PERCEPATAN GRAVITASI

JURNAL PRAKTIKUM LABORATORIUM FISIKA MODERN NAMA : RINTO PANGARIBUAN NIM : 110801050 KELOMPOK : VI A JUDUL PERCOBAAN : PERCEPATAN GRAVITASI TANGGAL PERCOBAAN : 12 OKTOBER 2012 ASISTEN : ELDO JONES SURBAKTI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS SUMSTERA UTARA MEDAN 2012 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa, dimana Dia masih memberi kesempatan untuk mengerjakan praktikum PERCEPATAN GRVITASI. Selain itu terima kasih juga buat asisten yang telah membimbing selama praktikum dan sekaligus mengajari saya membuat laporan praktikum ini, dan tak lupa saya ucapkan terima kasih buat teman-teman satu kelompok yang telah ikut bekerja sama dalam praktikum dan pada penulisan laporan ini. Laporan ini merupakan hasil laporan dari praktikum PERCEPATAN GRAVITASI,yang telah dilakukan di laboratorium fisika modern F-MIPA USU. Yang didalamnya disusun mulai dari teori hingga pembahasan beserta analisa. Dalam menulis laporan ini saya mengharapkan laporan ini akan banyak berguna buat membantu praktikan- praktikan yang hendak membuat percobaan yang sama. Saya menyadari masih banyak kekurangan yang dibuat dalam menyusun laporan ini, untuk itu penulis selalu terbuka dengan saran- saran yang bersifat membangun dan membantu perbaikan laporan ini. Akhirnya penulis terima kasih kepada semua pihak yang telah turut membantu dalam mengerjakan praktikum sekaligus dalam menulis laporan ini. Penulis (Rinto pangaribuan) BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Hukum tentang gravitasi alam semesta ditemukan oleh Sir Isaac Newton dan diumumkannya untuk pertama kali pada tahun 1686. Namun istilah gravitasi begitu beragam,dan dapat dijabarkan secara luas. Adapun defenisi- defenisi grafitasi itu sendiri adalah: pertama kekuatan (gaya) tarik bumi; kedua proses gaya tarik bumi; ketiga gaya berat suatu benda. Di ilmu fisika gravitasi itu adalah medan, yakni sesuatu yang ada dalam ruang, dengan arah ke pusat massa atau percepatan. Besaran gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ke pusat masa percepatan. Gravitasi bumi adalah percepatan yang disebabkan oleh bumi yang besarnya sekitar (9,8 m/detik)/detik, atau 9,8 m/detik2 , atau sekitar (35 km/jam)/detik. Akan tetapi tidak di seluruh belahan bumi gravitasi itu selalu 9,8 m/detik2 ,karena gravitasi dipengaruhi oleh seberapa besar jarak suatu tempat ke pusat bumi, semakin jauh jarak suatu tempat kepusat bumi maka gaya gravitasinya akan semakin kecil. Bila di permukaan bumi kita memperoleh percepatan sebesar 9,8 m/detik2, pada ketinggian 12000 km (dua kali radius bumi) gravitasi yang kita rasakan tinggal 2,45 m/detik2, yakni seperempat dari gravitasi di permukaan bumi. Selain itu gravitasi juga dipengaruhi oleh massa, dimana massa berbanding lurus dengan gravitasi dan tak akan mungkin ada gravitasi tanpa massa. Dan melalui percobaan percepatan gravitasi ini kita akan membuktikan hukum newton, melalui sebuah bandul sedehana. B.Tujuan Untuk menetahui fariasi partikel di dalam bumi ketika udara ditiadakan Untuk mengetahui hukum newton tentang gravitasi & gravitasi universal secara sistematis dan teori Untuk mengetahui perbedaan “G” & “g” Untuk menyatakan hukum newton tentang gravitasi sebagai gaya reflek yang berhubungan antara dua benda bermassa. BAB II DASAR TEORI Newton adalah satuan gaya dalam Sistem Internasional untuk satuan (SI) atau dalam sistem mks. Satu Newton (1N) adalah gaya result yang memberi percepatan 1m/s² pada massa 1kg. Satuan gaya yang disebut dine adalah 〖10〗^(-5) N. Satuan gaya pon adalah 4,45N. Hukum Ke-1 Newton: Jika gaya resultan pada benda adalah nol, maka vektor kecepatan benda tidak berubah. Benda yang mula-mula diam akan tetap diam; benda yang mula-mula bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan yang sama. Benda hanya akan mengalami suatu percepatan jika padanya bekerja suatu gaya resultan. Hukum ke-1 ini sering disebut Hukum Kelembaman (inertia Law). Hukum ke-2 Newton: Jika F adalah gaya resultan pada objek dengan massa m, maka percepatan benda a dan gaya F berhubungan menurut rumus F=ma dengan catatan bahwa ketiga besaran itu dinyatakan dalam satuan yang sesuai. Dalam SI, F dinyatakan dalam newton, m dalam kg, dan a dalam m/s². Dalam sistem imperial, F dinyatakan dalam pon, m dalam slug, dan a dalam ft/s². Dalam rumus seperti F= ma ini, kita sekali-kali tidak boleh mencampur-adukkan satuan dari berbagai sistem. Persamaan F=ma adlah persamaan vektor. Karenanya, ia setara dengan ketiga persamaan skalar berikut melibatkan komponen vektor-vektor tersebut : ƩF_x ma_x ...................................................(2.1) ƩF_y=ma_y ...................................................(2.2) Ʃ F_z=〖ma〗_z ...................................................(2.3) Hukum ke-3 Newton : setiap gaya yang diadakan pada suatu benda, menimbulkan gaya lain yang sama besarnya dengan gaya tadi, namun berlawanan arah. Gaya reaksi ini dilakukan benda pertama pada benda yang menyebabkan gaya. Hukum ini dikenal sebagai hukum aksi dan reaksi.perhatiakn benar-benar bahwa gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada benda yang berbeda. Hukum gravitasi Umum: dua benda dengan massa m dan m’ saling tarik-menarik dengan gaya yang sama besar, namun berlawanan arah, dan bekerja pada benda yang berbeda. Kalau massa iitu berupa massa titik (atau benda yang menunjukan simetri bola) gaya tarik ini adalah: gaya = G mm/r² ..............................................................(2.4) G adalah suatu konstanta sebesar 6,67 x 〖10〗^11Nm²/Kg² bila F dalam newton, m dan m’ dalam kilogram dan r dalam meter. Berat benda adalah gaya tarik gravitas yang dialami benda. Di bumi, berat benda adalah gaya tarik bumi pada benda. Berat bersatuan newton (dalam SI) dan Pon (dalam sistem Imperial). Hubungan antara massa dan berat : seperti telah dikatakan massa adalah ukuran kelembaman benda, sedangkan berat adalah gaya tarik gravitasi pada benda itu.Jelas bahwa kedua besaran tidak sama apapun sistem satuan yang dipakai. Akan tetapi, kedua besaran itu erat sekali kaitannya. Jika benda dengan massa m jatuh bebas di bawah pengaruh tarikan bumi (benda mengalami gaya w, berat benda), maka benda mengalami percepatan, yakni percepatan jatuh bebas. Karena itu untuk benda yang jatuh bebas berlaku bahwa rumus F=ma menjadi w=mg, dan inilah hubungan antara bberat benda dan massa benda yang dicari. Karena g=9,8m/s² = 32,2 ft/s²(percepatan grafitasi bumi), maka di bumi berat benda yang bermassa 1kg adalah 9,8N dan berat benda yang bermassa 1slug adalah 32,2lb. Pemakaian beSaran slug dalam sistem Imperial dapat dihindari, dengan menggantikan lambang m secara konsisten dengan lambang w/g. ( Frederick.J. Bueche ,1994) Hukum tentang gravitasi alam semesta ditemukan oleh Sir Isaac Newton dan diumumkannya untuk pertama kali pada tahun 1686. Hukum ini dapat dinyatakan sebagai berikut : tiap partikel (zarrah) materi dalam alam semesta menarik tiap partikel lainnya dengan gaya yang berbanding langsung dengan dengan hasil kali antara massa pertikel-partikel itu dan berbanding terbalik dengan kaudrat arak antaranya. F ϫmm'/r² .......................................................................................(2.5) Perbandinag di atas dapat diubah menjadi persamaan dengan mengalikannya dengan konstante γ(gamma) yang disebut konstate gravitasi. Tidak ada bukti yang jelas, bahwa Newton menyusun rumus ini berdasarkan pengamatannya terhadap jatuhnya buah appel ke bumi. Perhitunganperhitungannya yang pertama-tama diumumkannya untuk membuktikan benarnya hukum itu, adalah mengenai gerakan bulan mengeliligi bumi. Harga numerik konstente γ tergantung dari satuan-satruan gaya, massa dan jarak yang dipakai. Besarnya dapat ditentukan dengan percobaan, yaitu dengan mengukur gaya tarik gravitasi antara dua benda yang sudah diketahui massanya m dan m’ yang letaknya terpisah oleh jarak yang diketahui. Untuk benda yang ukurannya sedang, gaya itu sangat kecil sekali. Namun demikian, dapat juga diukur tanpa banyak kesukaran neraca Cavendish. Neraca ini dibuat oleh Sir Hendry Cavendish pada tahun 1978, sengaja untuk maksud diatas. Alat ini mirip dengan neraca yang dibuat coulomb untuk menyelidiki gaya tarik dan gaya tolak kelistrikan. Neraca cavendish tersebut terdiri atas dua buah bola kecil bermassa m, bbiasanya terbuat dari emas atau aluminium, yang dipasangkan pada ujung-ujung sebuah tongkat mendatar lagi ringan. Tongkat ini digantungkan di titik pusatnya dengan benang vertikal yang halus, misalnya dari kwarsa. Sebuah cermin kkecilpada benang ini memantulkan seberkas sinar ke sebuah skala. Cara memakai neraca ini ialah dengan menempatkan dua bola besar M. Bola-bola ini biasanya ini terbuat dari timah hitam. Gaya gravitasi antara bola besar dengan bola kecil menghasilkan sebuah koppel yang memuntir benang beserta cermin lewat sudut kecil,yang menyebabkan berkas sinar bergeser di atas skala. Medan garfitasi faham gaya sangat penting sekali setiap kali kita memprsoalkan sem barang macam gaya kerja dengan jarak antara, yakni gaya yang disebabkan gravitasi kelistrikan dan kemagnetan. Walaaupun paham ini terutama digunakan dalam kelistrikan dan kemagnetan, pemikiran dan istilah istilah yang sama di gunakan untuk gravitasi. Secara singkat akan diterangkan disini tentang medan gravitasi. Berdasarkan percobaan, kita tahu bahwa gaya tarik garavitasi (F pada gambar 1 (a) dikerjakan oleh benda A terhadap B, meskipun kedua benda dalam ruang hampa tidak berhubungan satu sama lain. Apa sebab ini terjadi? Tidak adyang tahu. Memang demikianlah sifat alam ini. Tetapi bagaimana pun juga, kita dapat memikirkan peristiwa itu sebagai berikut. Andaikan benda B disingkirkan, seperti gambar 1(b), lalu titik P menunjukkan tempat B yang mula-mula. Kita byangkan bahwa adanya benda A itu merubah keadaan di titik P, sedemikian, sehinggga kalau ada benda di tempatkan di titik P, keadaan treregang atau entah apa, sudah siap menanti-nanti akan mempengaruhi B dan menariknya kearah A. Karena A akan mengerjakan gaya terhadap B.Berat bersatuan newton (dalam SI) dan Pon (dalam sistem Imperial). Hubungan antara massa dan berat : seperti telah dikatakan massa adalah ukuran kelembaman benda, sedangkan berat adalah gaya tarik gravitasi pada benda itu.Jelas bahwa kedua besaran tidak sama apapun sistem satuan yang dipakai. Akan tetapi, kedua besaran itu erat sekali kaitannya. di manapun juga tempat B, maka seluruh ruang sekeliling A harus dipandang sebagai terpengaruh secara demikian ini. Kita sebut: Medan Gravitasi ada di semua titik di dalam ruang sekeliling A. Bila kita memakai faham medan tersebut, kita bertolak dari pandangan bahwa gaya grafitasi terhadap suatu benda itu dikerjakan oleh medan gravitasi dimana benda tersebut berada dan bukan oleh benda (atau benda-benda) yang menimbulkan medan tadi. Jadi pada gambar 1 kejadiannya ialah: Benda A menimbulkan medan gravitasi terhadap benda B. Sudah barang tentu B juga menimbulkan medan gravitasinya sendiri; dan pada waktu B ditempatkan di P, A akan menderita gaya menuju ke B yang disebabkan oleh Medan B. Kekuatan (intensity) medan gravitasi disuatu titik didefenisikan sebagai perbandingan antara gaya yang dikerjakan oleh medan dengan massa benda yang dipengaruhi gaya tersebut. Jadi kekuatan medan dapat diterangkan sebagai gaya persatuan massa; besar dan arahnya di sembarang titik dapat ditentukan dengan percobaan dengan menempatkan suatu benda (disebut benda percobaan) di titrik itu, mengukur gaya yang bekerja pada benda iitu lalu dibagi dengan massa benda percobaan. Tongkat ini digantungkan di titik pusatnya dengan benang vertikal yang halus, misalnya dari kwarsa. Sebuah cermin kkecilpada benang ini memantulkan seberkas sinar ke sebuah skala. Cara memakai neraca ini ialah dengan menempatkan dua bola besar M. Bola-bola ini biasanya ini terbuat dari timah hitam.Pada gambar 1 benda B dengan massa m’ dapat dipandang sebagai benda percobaan. Jika medan mengerjakan gaya F pada benda ini, kekuatan medan gravitasi di P, yang kita beri tanda G, ialah : Kekuatan medan gravitasi di titik P= (gaya pada massa m^' di P)/m' , G=(Gaya pada m')/m'. Kekuatan medan dinyatakan dengan newton kg atau dyne per gm, atau pound per slug. Misalnya pada permukaan bumi medan gravitasi bumi mengerjakan gaya 9,8 newton pada massa 1kg atau gaya 32,2 lb pada massa 1 slug. Jadi kekuatan medan gravitasi pada permukaan bumi ialah 9,8 Newton/kg, atau 32,2 lb/slug. (Francis.Weston.Sears, 1962) Bunyi hukum Newton tentang gravitasi adalah: Jika sebuah partikel bermassa m1 dipengaruhi oleh partikel lain bermassa m2 pad jarak r,maka besar gaya yang akan terjadi antara kedua partikel tersebut adalah : F ⃗ = Gm1m2/r2r^ dimana r^ = r/(|r|) ....................................................2.6 r^ merupakan satuan vektor posisi dari m1 terhadap m2 dan G adalah konstanta Gravitasi yang harganya ditentukan secara eksperimen, yaitu: G = 6,67 x 10-8 dyne cm2/gram atau Tanda negatip menandakan gaya yang terjadi antara kedua partikel tersebut adalah tarik – menarik.Jika Me merupakan massa planet bumi dan Re adalah jari – jari bumi.Dimana F = mg, maka: Mg = GmMe/Re2→F=GmMe/Re2= GmMe/Re2 Re2/(r2 ) = mg ( Re2/(r2 ) ) 2 ......................2.7 Selain hukum gravitasi diatas,Newton juga mempunyai tuga hukum lain yaitu Hukum I newton yang berbunyi : Suatu benda akan tetap diam.Akan tetapi bila benda tersebut bergerak maka selamanya akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap. Dimana : F ⃗ = m x a, ..................................................................2.8 Dengan A = 0 A = 0,artinya benda tidak mengalami perubahan kecepatan. dv/dt = 0 → dv = 0, dt 0...................................................2.9 Hukum kesetimbangan I,dimana dikatakan bahwa,Fx = 0 dan ∑▒Fy = 0 Sistem kesetimbangan ini diambil dalam dua dimensi dimana ∑▒Fx adalah jumlah gaya dalam arah x dan ∑▒Fy merupakan jumlah gaya dalam arah y. Hukum Newton III berbunyi : Jika suatu benda mengerjakan suatu gaya ,maka benda tersebut vakan mengalami gaya dengan besar yang sama tetapi arah yang berlainan (berlawanan) Atau dapat ditukiskan bahwa aksi = -reaksi (Tamara.Dirasutisna,2010) 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, 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, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya. Beberapa Contoh Gerak Harmonik * Gerak harmonik pada bandul: Sebuah bandul adalah massa (m) yang digantungkan pada salah satu ujung tali dengan panjang l dan membuat simpangan dengan sudut kecil. Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu dan panjang busur adalah Kesetimbangan gayanya. Bila amplitudo getaran tidak kecil namun tidak harmonik sederhana sehingga periode mengalami ketergantungan pada amplitudo dan dinyatakan dalam amplitudo sudut *Gerak harmonik pada pegas: Sistem pegas adalah sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan diberi massa pada ujungnya dan diberi simpangan sehingga membentuk gerak harmonik. Gaya yang berpengaruh pada sistem pegas adalah gaya Hooke. Persamaan Percepatan Gerak Harmonik Sederhana. Persamaan percepatan didapat dari turunan pertama persamaan kecepatan dari suatu gerak harmonik. ay=dy/dt =-(4π2)/T2 A sin⁡ (2π/T) t,tanpa posisi awal =- (4π2)/T2 A sin⁡ ( 2π/T) t+ θ0),dengan posisi awal θ0 Persamaan tersebut dapat pula disederhanakan menjadi ay= (-2π/T)y= – ω y ...................................................................................2.10 Tanda minus ( – ) menyatakan arah dari percepatan berlawanan dengan arah simpangan, Kedua persamaan diatas (persamaan kecepatan dan percepatan) tidak kita turunkan disini. Energy pada gerak harmonic sederhana terdiri atas energy potensial dan energykinetik. Dengan demikian energi total dari gerak harmonik sederhana merupakan jumlah dari energi potensial dan energy kinetiknya. Ep = 1/2 k y2 dengan k= (4π2 m)/T2 dan y=A sin⁡θ............................2.11 Ek = 1/2 mvy2dengan vy= 2π/T A cos⁡θ...............................................2.12 ET =Ep+Ek..............................................................................................2.13 ET = 1/2 k A2...........................................................................................2.14 Keterangan: A = amplitude (m) T = Periode (s) K = konstanta pegas (N/m) Gerak harmonik merupakan gerak suatu partikel atau benda, dengan gerak posisi partikel sebagai fungsi waktu berupa sinusoidal(dapat dinyatakan dalam bentuk sinus atau cosines). Contoh gerak harmonic diantaranya gerak pada pegas,gerak pada bandul atau ayunaan sederhana dan gerak melingkar. Gerak harmonic merupakan gerak periodic, yaitu ge rak bolak – balik secara periodic melalui titik keseimbangan. Pegas yang diberi simpangan sejauh y dari posisi keseimbangannya akan bergerak bolak – balik melalui titik keseimbangan terrsebut ketika dilepaskan. Gerakan ini disebabkan oleh gaya pemulih yang bekerja pada pegas. Gaya pemulih ini berusaha untuk mengembalikan posisi benda ke posisi keseimbangannya. Besar gaya pemulih berbanding lurus dengan besar simpangan dan arahnya berlaanan dengan arah simpangan. Secara matematis besar gaya pemulih pada pegas dapat ditulis sebagai berikut: F = – k y Keterangan: K = tetapan pegas (N/m); y = simpangan (m); F = gaya pemulih (N) (tanda minus menyatakan bahwa arah gaya pemulih berlawanan dengan arah simpangan) Besaran lain yang juga penting dalam gerak harmonic adalah periode dan frekuensi. Periode dari suatu pegas yang bergetar dinyatakan melalui hubungan berikut: T = 2π√(m/k)....................................................................2.15 Keterangan: M = masa benda (kg); π = 3,14; k = tetapan pegas (N/m); T = periode (s) Frekuensi merupakan kebalikan dari periode sehingga kita dapat menurunkan persamaan periodenya. Jika sebuah benda bermassa m di gantungkan pada seutas tali yang panjangnya l. kemudian benda tersebut diberi simpangan sehingga benda bergerak bolak – balik juga merupakan gaya pemulih. Jadi kekuatan medan dapat diterangkan sebagai gaya persatuan massa; besar dan arahnya di sembarang titik dapat ditentukan dengan percobaan. Pada gambar 1 benda B dengan massa m’ dapat dipandang sebagai benda percobaan. Namun besar gaya pemulihnya dapat dinyatakan melalui hubungan yang diberikan sebagai berikut ini: F= -ω sin⁡θ................................................................2.16 Dengan: ω = berat bandul (N); θ = sudut simpangan bandul terhadap sumbu vertical; F = gaya pemulih (N).Dalam hal ini, tanda minus (-) juga menunukkan arah gaya pemulih yang berlawanan dengan arah simpangan. Periode dari gerakan bandul dinyatakan melalui hubungan berikut: T= 2π√(l/g).....................................................................2.17 Dengan: l = panjang bandul (m); g = percepatan gravitasi (m/s2); π = 3,14; T = periode ayunan (s). (http://teknologikompsiana.com/terapn/2012/05/08/kecepatanmomntumpercepatangravitasi) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1. Alat dan Fungsi 1. Bandul Fungsi: untuk dijadikan beban dalam percobaan 2. Mistar/penggaris (100 cm) Fungsi : untuk mengukur panjang benang yang akan digunakan 3. Stopwatch Fungsi : untuk menghitung waktu ayunan bandul dalam satu ayunan penuh 4. Benang Fungsi: sebagai tempat bandul digantungkan atau pengikat bandul dengan statif 5. Statif Fungsi : sebagai penyangga bandul yang digantungkan 6. Bangku geser Fungsi: untuk tempat meletakkan statif 7. Busur Fungsi: untuk mengukur besar sudut antara statif dan benang 3.2 .Bahan - 3.3. Prosedur Percobaan Untuk Bandul 100 gr Disiapkan peralatan yang akan digunakan Diukur benang dan ditandai dengan pulpen sepanjang 100 cm, 80 cm, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. Dirangkai peralatan dengan bandul 100 gr seperti gambar di bawah ini : Diukur sudut  antara benang tegak lurus dengan statif sebesar 30o dari benang tegak lurus menggunakan busur dengan panjang benang 100 cm, lalu ditarik benang pada sudut itu. Diayunkan tanpa didorong bandul lalu diukur waktu yang dibutuhkan bandul mencapai 1 putaran, dilakukan sampai 3 kali untuk mendapatkan t1, t2 dan t3 lalu ditentukan trata-rata . Diulangi percobaan nomor 4 dan 5 untuk panjang benang 80 m, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. Dicatat data. Untuk Bandul 200 gr Disiapkan peralatan yang akan digunakan Diukur benang dan ditandai dengan pulpen sepanjang 100 cm, 80 cm, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. 3. Dirangkai peralatan dengan bandul 200 gr seperti gambar di bawah ini 4. Diukur sudut  antara benang tegak lurus dengan statif sebesar 30o dari benang tegak lurus menggunakan busur dengan panjang benang 100 cm, lalu ditarik benang pada sudut itu. 5. Diayunkan tanpa didorong bandul lalu diukur waktu yang dibutuhkan bandul mencapai 1 putaran, dilakukan sampai 3 kali untuk mendapatkan t1, t2 dan t3 lalu ditentukan trata-rata . 6. Diulangi percobaan nomor 4 dan 5 untuk panjang benang 80 m, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. 7. Dicatat data. GAMBAR PERCOBAAN Percobaan dengan satu beban Percobaan dengan dua beban DAFTAR REFRENSI Bueche ,Federick.1994.”TEORI DAN SOAL – SOAL FISIKA”. Edisi ketujuh. Erlangga. Jakarta. Halaman : 34-37. Sears, Francis Weston.1962.”MEKANIKA PANAS DAN BUNYI”. Bina cipta. Jakarta. Halaman : 2828-285. Tamara,Dirasutina.2010.”DASAR –DASAR FISIKA MEKANIK DAN FLUIDA”. Universitas Trisakti. Jakarta Halaman : 82-84. http://teknologikompasianna.com/terapan/2012/05/08/percepatan gravitasi. Diakses pada 17 Oktober Jam 19.00 WIB Medan, 19 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, (Eldo Jones Surbakti) (Rinto Pangaribuan) Nama: Rinto.pangaribuan Nim: 110801050 Judul: PERCEPATAN GRAVITASI TUGAS PERSIAPAN Jelaskan penurunan dari rumus menghitung periode pada persamaan dibawah T = 2π √(1/g) Jawab: 2π/ω dan karena w2= (k )/( m) maka diperoleh T = 2π/ω=2π m/k Dan untuk simpangan yang kecil gaya pemulihnya sebanding dengan simpangan dan berlawanan arah.Ini tidak daripada gerak harmonik sederhana .Konstanta mg/l menyatakan konstanta k dalam F = -kx.Jadi periode bandul sederhana jika amplitudonya kecil adalah T=2π m/(k ) =2π√(m/(mg/l)) atau T = 2π √(1/g) Sebutkan dan jelaskan hukum newton dan aplikasinya Jawab: Hukum newton I Benda yang mula – mula diam akan tetap diam dan benda yang mula – mula bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan yang konstan Aplikasi: untuk menentukan besar gaya dan kesetimbangan Hukum newton II Jika F adalah percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda Aplikasi: Momentum linier dan impuls,usaha dan energi,energi potensial Hukum III newton Jika suatu benda mengerjakan gaya,maka benda tersebut akan mengalami gaya yang sebanding dengan arah berlawanan Aplikasi untuk menentukan sifat kelembaman suatu benda Jelaskan persamaan dan perbedaan bandul fisi dan bandul matematis Jawab simpangan bandul fisi berisolasi atau bergetar dengan ragam getaran selaras sedangkan dandul matematis dipengaruhi oleh gaya berat dan tegangan tali. Sebutkan pengertian dari frekuensi,perioda,osilasi,dan percepatan Jawab: Frekuensi adalah jumlah grlombang yang melalui suatu titik tetentu dalam waktu tiap detik Perioda adalah waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan satu gelombang penuh Osilasi adalah gerak periodik yang bergerak bolak balik Percepatan adalah perubahab kecepatan dalam waktu t Jelaskan hubungan frekuensi dan perioda Jawab: T = 2π √(1/g),sedangkan f adalah 1/T maka dapat dituliskan bahwa F = 1/(2π √(1/g)) Nama : Rinto Pangaribuan Nim :110801050 Responsi percepatan gravitasi Sebutkan tujuan percobaan yang kamu ketahui sesuai dengan jurnal! Jawab: - untuk mengetahui besar gaya gravitasi di lab. Fisika modern -untuk mengetahui pengaruh panjang tali pada percobaan percepatan gravitasi -untuk mengetahui hubungan periode dengan frekuensi -untuk mengetahui penerapan hukum newton pada gravitasi dan gerak planet Tuliskan hukum newton ke -3 sesuai jurnal! Jawab: setiap gaya yang diadakn pada benda,menimbulkan gaya lain yang sama besarnya dengan gaya yang diberikan namun berlawan arah. Tuliskan peralatan dan fungsi pada percobaan percepatan gravitasi! Jawab: -mistar : untuk mengukur panjang tali yang digunakan -bandul : sebagai beban dalam percobaan - bangku geser : sebagai dudukan statif - statif : untuk tempat menggantungkan beban - stop watch : untuk mengukur waktu yang di butuhkan bandul bergerak - benang : untuk mengikat statif dan benang - busur : untuk mengukur sudut statif dan benang Tuliskan DP jurnal! Jawab : Buehe,Federick .1994 Sears,Francis Weaston.1962 Tamara,Dirasutina.2010 http://teknologikompasiana.com BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA Data Percobaan Untuk Bandul 100 gram X (cm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t^ (s) f t12 t22 t32 t2^ 100 1,59 1,81 1,66 1,68 0,59 2,528 3,27 2,75 2,84 80 1,60 1,47 1,37 1,48 0,67 2,56 2,16 1,87 2,19 60 1,28 1,44 1,20 1,30 0,76 1,63 2,07 1,44 1,71 40 1,03 0,90 1,03 0,98 1,02 1,06 0,81 1,06 0,97 20 0,82 0,91 1,78 0,83 1,20 0,65 0,82 0,60 0,69 Untuk bandul 200 gram X (cm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t^ (s) f t12 t22 t32 t2^ 100 1,81 1,87 1,75 1,81 0,55 3,27 3,49 3,06 3,27 80 1,50 1,53 1,61 1,84 0,64 2,25 2,34 2,59 2,37 60 1,37 1,34 1,42 1,37 0,72 1,87 1,79 2,01 1,87 40 1,13 1,17 1,11 0,81 1,23 1,72 1,36 1,23 0,65 20 0,91 1,00 0,84 0,91 1,09 0,82 1,00 0,70 0,82 Medan , 19 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, (Eldo Jones Surbakti) (Rinto Pangaribuan) Analisa Data 4.2.1 Membuat grafik hubungan antara panjang tali (l) dengan periode (T) (terlampir) 4.2.2 membuat grafik hubungan antara periode dengan frekuensi (terlampir) 4.2.3 Menghitung kecepatan dari masing-masing panjang bandul dengan rumus: "v=" "S" /"T" Bandul 100 gram -v1 = "1" /1,64 = 0,60 m/s -v2 = "0,8" /1,48 = 0,54 m/s -v3 = "0,6" /1,30 = 0,46 m/s -v4 = "0,4" /0,98 = 0,40 m/s -v5 = "0,2" /0,83 = 0,24 m/s Bandul 200 gram -v1 = "1" /1,81 = 0,55 m/s -v2 = "0,8" /"1,54" = 0,51 m/s -v3 = "0,6" /1,37 = 0,43 m/s -v4 = "0,4" /0,81 = 0,49 m/s -v5 = "0,2" /0,91 = 0,21 m/s Menghitung percepatan gravitasi dari panjang bandul "G= " "4π l" /"T" ^"2" Bandul 100 gram -G1 = ("4" )("3,14" )"(1)" /〖"1,68" 〗^"2" = 4,45 m/s2 -G2 = ("4" )("3,14" )"(0,8)" /〖"1,48" 〗^"2" = 4,58 m/s2 -G3 = ("4" )("3,14" )"(0,6)" /〖"1,30" 〗^"2" = 4,45 m/s2 -G4 = ("4" )("3,14" )"(0,4)" /〖"0,98" 〗^"2" = 5,23 m/s2 -G5 = ("4" )("3,14" )"(0,2)" /〖"0,83" 〗^"2" = 3,64 m/s2 Bandul 200 gram -G1 = ("4" )("3,14" )"(1)" /〖"1,81" 〗^"2" = 3,83 m/s2 -G2 = ("4" )("3,14" )"(0,8)" /〖"1,54" 〗^"2" = 4,23 m/s2 -G3 = ("4" )("3,14" )"(0,6)" /〖"1,37" 〗^"2" = 14,14 m/s2 -G4 = ("4" )("3,14" )"(0,4)" /〖"0,81" 〗^"2" = 7,65 m/s2 -G5 = ("4" )("3,14" )"(0,2)" /〖"0,91" 〗^"2" = 3,03 m/s2 Menghitung gaya pemulihan dari setiap panjang bandul dengan persamaan: F = m.G.sin θ Untuk 100gr -F=0,1 .4,45 sin⁡〖60=0,1 .4,45 .0,86=0,38〗 N -F=0,1 .4,58 〖 sin〗⁡〖60=0,1 .4,58 .0,86=0,39 〗 N -F=0,1 .4,45 〖 sin〗⁡〖60=0,1 .4,45 .0,86=0,38〗 N -F=0,1 .5,23 sin⁡〖60=0,1 .5,23 .0,86=0,44〗 N -F=0,1 .3,64 sin⁡〖60=0,1 .3,64 .0,86=0,31〗 N Untuk 200 gr -F=0,2 .3,83 〖 sin〗⁡〖60=0,2 .3,83 .0,86=0,65〗 N -F=0,2 .4,23 sin⁡〖60=0,2 .4,23 .0,86=0,72〗 N -F=0,2 .14,14 sin⁡〖60=0,2 .14,14 .0,86=2,43 N〗 -F=0,2 .7,65 sin⁡〖60=0,2 .7,65 .0,86=1,31〗 N -F=0,2 .3,03 sin⁡60=0,2 .3.03 .0,86=0,52 N Menghitung periode putaran secara teori pada setiap panjang tali T= 2π√("l" /"g" ) -Untuk l = 1 m T=2π√(1/10) = 1,946 s -Untuk l = 0,8 m T=2π√(0,8/10) = 1,758 s -Untuk l = 0,6 m T=2π√(0,6/10) = 1,507 s -Untuk l = 0,4 m T=2π√(0,4/10) = 1,381 s -Untuk l = 0,2 m T=2π√(0,2/10) = 1,067 s Grafik Hubungan antara Panjang Tali (l) dengan Periode (T) Untuk bandul 100 gram l (cm) t ̅ (s) 100 1.68 80 1.48 60 1.3 40 0.98 20 0.83 Slope : (1,7-0,8)/(100-20) = 0,01125 Untuk bandul 200 gram l (cm) t ̅ (s) 100 1.97 80 1.78 60 1.6 40 1.29 20 1.08 Slope : (1,9-1,2)/(100-20) = 0,0087 Grafik Hubungan antara Periode (T) dengan frekuensi (f) Untuk bandul 100 gram t ̅ (s) f 1,68 0.59 1,48 0.67 1,30 0.76 0,98 1.02 0,87 1.2 Slope : (1-0,6)/(4-1,3) = 0,14 Untuk bandul 200 gram t ̅ (s) f 1,97 0.55 1,78 0.64 1,6 0.72 1,29 1.23 1,08 1.09 Slope : (1,1-0,7)/(4,8-2) = 0,142 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN 1. Gesekan Bola dengan udara akan meperlambat gerakan bola. Maka jika pergerakan partikel-partikel udara ditiadakan menyebabkan mepercepat ayunan suatu bandul. Variasi yang berpengaruh pada besarnya suatu beban adalah udara. 2. Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut: Setiap massa titik menarik semua massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut. F=G (m1 m2)/rF adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebutG adalah konstanta gravitasim1 adalah besar massa titik pertama adalah besar massa titik kedua r adalah jarak antara kedua massa titik. Sedangkan hukum newton tentang gravitasi adalah:Dari hukum kedua Newton bahwa massa mengukur ketahanan benda untuk berubah gerakannya, yaitu inersianya.Massa adalah sifat intrinsik dari suatu benda, tidak tergantung ketinggian maupun keadaan yang lain. Berat merupakan gaya yang diperlukan benda untuk melakukan gerak jatuh bebas. Untuk gerak jatuh bebas a = g = percepatan gravitasi setempat F = m a w = m g 3. G adalah konstanta universal alam disebut konstanta gravitasi universal yang besarnya adalah 6,67 x 10-11 Nm2kg-2, sedangkan g adalah percepatan gravitasi bumi pada permukaan bumi dan disekitarnya dengan nilai sekitar 9,8 m/s2 4. Hubungan hukum Newton dan gravitasi sebagai gaya yang berhubungan dengan gaya antara dua benda bermassa dan penerapannya dapat kita lihat dengan menggunakan rumus F =G (m1 m2)/r^2 dimana yang terjadi pada dua benda yang bermassa sama dengan hasil kali dua massa tersebut dikali dengan gaya gravitasi dan dibagi dengan kuadrat dari jarak tersebut. 5.2 SARAN - Sebaiknya praktikan teliti dalam mengukur sudut antara tali dan statif. - Sebaiknya praktikan teliti dalam mengukur panjang benang. - Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melihat waktu. - Sebaiknya praktikan memegang statif agar statif tidak goyang. "APA YANG KAMU TABUR ITU JUGA YANG AKAN KAMU TUAI"

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar