Sabtu, 13 April 2013

Laporan Fisika I - XI


LAPORAN PRAKTIKUM
Fisika
 “ Gerak Harmonik Sederhana ”



 













Oleh: Kevin Septiawan
Kelas: XII IPA 1 / O9101008
Laboratorium IPA SMA Eka Wijaya
2011/2012
A.    Tujuan
-          Mengetahui hubungan gaya dengan pertambahan panjang pegas.
-          Menentukan konstanta pegas.

B.     Dasar Teori
Gerak (osilasi) harmonis sederhana dapat kita dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana. Osilasi pada pegas terdapat dua macam, yaitu osilasi pada pegas yang dipasang secara horizontal dan osilasi pada pegas yang digantung secara vertikal. Berikut adalah contoh osilasi harmonis sederhana pada pegas yang digantung secara vertikal.
Osilasi pada pegas yang digantungkan secara vertikal
Pada dasarnya osilasi alias getaran dari pegas yang digantungkan secara vertikal sama dengan getaran pegas yang diletakan horisontal. Bedanya, pegas yang digantungkan secara vertikal lebih panjang karena pengaruh gravitasi yang bekerja pada benda.
Osilasi Harmonik
Pada pegas yang kita letakan horisontal (mendatar), posisi benda disesuaikan dengan panjang pegas alami. Pegas akan meregang atau mengerut jika diberikan gaya luar (ditarik atau ditekan). Nah, pada pegas yang digantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada benda bermassa yang dikaitkan pada ujung pegas. Akibatnya, walaupun tidak ditarik ke bawah, pegas dengan sendirinya meregang sejauh x0. Pada keadaan ini benda yang digantungkan pada pegas berada pada posisi setimbang.
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.
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; sehingga gaya pegas bernilai lebih besar dari gaya berat. Karena terdapat gaya pegas (gaya pemulih) yang berarah ke atas maka benda akan bergerak ke atas menuju titik setimbang.
Pada titik setimbang, besar gaya total = 0, tetapi laju gerak benda bernilai maksimum (v maks), sehingga benda bergerak terus ke atas sejauh -x. Laju gerak benda perlahan-lahan menurun, sedangkan besar gaya pemulih meningkat dan mencapai nilai maksimum pada jarak -x. Setelah mencapai jarak -x, gaya pemulih pegas menggerakan benda kembali lagi ke posisi setimbang (lihat gambar di bawah).
Demikian seterusnya. Benda akan bergerak ke bawah dan ke atas secara periodik. Dalam kenyataannya, pada suatu saat tertentu pegas tersebut berhenti bergerak karena adanya gaya gesekan udara.Semua benda yang bergetar di mana gaya pemulih F berbanding lurus dengan negatif simpangan (F = -kx), maka benda tersebut dikatakan melakukan gerak harmonik sederhana (GHS) alias Osilator Harmonik Sederhana (OHS).



C.    Alat dan Bahan
1.      Pegas
2.      Statif
3.      Mistar
4.      Beban

D.    Cara Kerja
1.      Ukurlah masa beban.
2.      Ukurlah panjang pegas sebelum diberi beban.
3.      Ukurlah panjang pegas setelah diberi beban.
4.      Masukkan data ke dalam tabel pengamatan.
5.      Ulangi langkah 1-4 sebanyak tiga kali dengan massa beban yang berbeda dan lakukan pengamatan sebanyak lima kali.

E.     Data Pengamatan

No
m (kg)
xo (m)
x (m)
x (m)
F (N)
1
0,05
0,15
0,274
0,124
0,127
0,5
0,5
2
0,05
0,15
0,272
0,122
0,5
3
0,05
0,15
0,280
0,130
0,5
4
0,05
0,15
0,278
0,128
0,5
5
0,05
0,15
0,279
0,129
0,5

No
m (kg)
xo (m)
x (m)
x (m)
F (N)
1
0,07
0,15
0,352
0,202
0,201
0,7
0,7
2
0,07
0,15
0,353
0,203
0,7
3
0,07
0,15
0,350
0,200
0,7
4
0,07
0,15
0,351
0,201
0,7
5
0,07
0,15
0,350
0,200
0,7

No
m (kg)
xo (m)
x (m)
x (m)
F (N)
1
0,1
0,15
0,434
0,284
0,284
1
1
2
0,1
0,15
0,432
0,282
1
3
0,1
0,15
0,435
0,285
1
4
0,1
0,15
0,436
0,286
1
5
0,1
0,15
0,431
0,281
1

F.     Hasil Pengamatan
No
F (N)
x (m)
2
2
1
0,5
0,124
0,003
9.10-6
0
0
2
0,5
0,122
0,005
25.10-6
0
0
3
0,5
0,130
0,003
9.10-6
0
0
4
0,5
0,128
0,001
1.10-6
0
0
5
0,5
0,129
0,002
4.10-6
0
0
Jumlah
2,5
0,633
-
48.10-6
-
0
∆x=  = = 1, 5.10-3
∆F=  = =0
Ralat mutlak () =  
                 =  = 0, 0465
k =  = =3, 94 N/m
Ralat nisbi = = 1, 2%
Keseksamaan = 100% - ralat nisbi = 100% - 1, 2% = 98, 8%
Hasil = (k ± = (3, 94 ±0, 0465)

No
F (N)
x (m)
2
2
1
0,7
0,202
0,001
1.10-6
0
0
2
0,7
0,203
0,002
4.10-6
0
0
3
0,7
0,200
0,001
1.10-6
0
0
4
0,7
0,201
0
0
0
0
5
0,7
0,200
0,001
1.10-6
0
0
Jumlah
3,5
1,006
-
7.10-6
-
0
∆x=  =  =5, 9.10-4
∆F=  =  = 0
Ralat mutlak () =  
                     =  = 0, 0032
k =  =  = 3, 48 N/m
Ralat nisbi =   = 0, 09%
Keseksamaan = 100% - ralat nisbi = 100% - 0, 09% = 99, 91%
Hasil = (k ±) = (3, 48 ±0, 0032)



No
F (N)
x (m)
2
2
1
1
0,284
0
0
0
0
2
1
0,282
0,002
4.10-6
0
0
3
1
0,285
0,001
1.10-6
0
0
4
1
0,286
0,002
4.10-6
0
0
5
1
0,281
0,003
9.10-6
0
0
Jumlah
5
1,418
-
18.10-6
-
0
∆x=  = = 9, 5.10-4  
∆F=  =   = 0
Ralat mutlak () =  
                 =  = 0, 012
k =  =  = 3, 52 N/m
Ralat nisbi =  = 0, 34%
Keseksamaan = 100% - ralat nisbi = 100% - 0, 34% = 99, 66%
Hasil = (k ±) = (3, 52 ±0, 012)




G.    Pembahasan
Dari hasil yang didapat terlihat bahwa beban yang lebih besar massanya menyebabkan pergeseran dari titik seimbang pegas yang semakin jauh, karena semakin besar massa yang membuat gaya berat semakin  besar  membuat pegas bergeser semakin jauh. Pada perhitungan konstanta pegas, hasil yang lebih besar didapat jika rata-rata pergeseran tidak terlalu besar yang menunjukkan bahwasemakin pendek pergeseran pegas dari posisi seimbangnya, maka konstanta pegas semakin besar, yang berarti bahwa semakin ringan benda (gaya berat yang diberikan ke pegas kecil), maka konstanta pegas pun akan semakin besar.

H.    Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat adalah semakin besar gaya yang diberikan pada pegas, maka pergeserannya akan semakin jauh.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar