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
= = 1, 5.10-3
∆F=
= 
=0
= =0
Ralat
mutlak (
) = 
) =
= 
= 0, 0465
= 0, 0465
k
= 
= 
=3, 94 N/m
= =3, 94 N/m
Ralat
nisbi = 
= 1, 2%
= 1, 2%
Keseksamaan
= 100% - ralat nisbi = 100% - 1, 2% = 98, 8%
Hasil
= (k ±
= (3, 94 ±0, 0465)
= (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
= =5,
9.10-4
∆F=
= 
= 0
= = 0
Ralat
mutlak () =
) =
= 
= 0,
0032
= 0,
0032
k
= = 
= 3, 48 N/m
= = 3, 48 N/m
Ralat
nisbi = 
= 0, 09%
= 0, 09%
Keseksamaan
= 100% - ralat nisbi = 100% - 0, 09% = 99, 91%
Hasil
= (k ±) = (3, 48 ±0, 0032)
) = (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
= = 9,
5.10-4
∆F=
= 
= 0
= = 0
Ralat
mutlak () =
) =
= 
= 0, 012
= 0, 012
k
= = 
= 3, 52 N/m
= = 3, 52 N/m
Ralat
nisbi = 
= 0,
34%
= 0,
34%
Keseksamaan
= 100% - ralat nisbi = 100% - 0, 34% = 99, 66%
Hasil
= (k ±) = (3, 52 ±0, 012)
) = (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 bahwa
semakin 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.
semakin 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