LAPORAN KEGIATAN OUTBOND

KELAS X AKSELERASI

PENELITIAN

PERCEPATAN GRAVITASI

DI KAWASAN PANTAI SRAU

PACITAN JAWA TIMUR

OLEH

SMA NEGERI 1 WONOGIRI

TAHUN AJARAN 2010 / 2011

i

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Kegiatan Outbond ini telah disahkan pada tanggal .......................... oleh :

Koordinator Outbond Guru Mata Pelajaran

Fisika

Tedianto, SPd Djoko Karnawan, SPd

Mengetahui,

Kepala Sekolah

Drs. Mulyadi, MT

ii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, Alloh SWT,

atas segala limpahan Rahmat Hidayah dan Inayah, sehingga penulis dapat menyelesaikan

Laporan Kegiatan Out door ini dengan tanpa halangan yang berarti.

Kegiatan ini diselenggarakan dalam rangka meningkatkan pemahaman tentang

percepatan gravitasi bumi. Sehingga salah satu tujuan dari pembelajaran fisika lebih dapat

tercapai. Seperti pendapat yang menyatakan bahwa fisika adalah ilmu yang mempelajari

gejala-gejala alam yang terjadi di semesta ini. Dengan pemahaman yang benar akan

memudahkan penulis dalam pemanfaatnya dengan lebih bijaksana.

Dari persiapan, pelaksanaan sampai dengan penulisan laporan kegiatan ini penulis

banyak mendapat dukungan dari Mama dan Papa tercinta, bimbingan dan arahan dari

Bapak Djoko Karnawan, SPd., serta teman - teman seperjuangan di Kelas X Akselerasi

yang kubanggakan “ Let it be ”.

Akhir kata penulis menerima kritik dan saran demi kesempurnaan laporan kegitan

ini.

Wonogiri, 27 Februari 2011Penulis

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHYAN................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii

DAFTAR ISI................................................................................................................ iv

BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................... 1

1. LANDASAN TEORI........................................................................................ 1

2. PERUMUSAN MASALAH.............................................................................. 3

3 TUJUAN PERCOBAAN DAN MANFAAT.................................................... 3

BAB II METODE PENELITIAN............................................................................... 4

1.TEMPAT DAN WAKTU PELAKSANAAN ................................................... 4

2.ALAT DAN BAHAN ........................................................................................ 4

3.LANGKAH KERJA KEGIATAN 1 ................................................................. 4

4.LANGKAH KERJA KEGIATAN 2.................................................................. 5

BAB III DATA DAN PEMBAHASAN...................................................................... 6

1. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 1............................................................. 6

2. ANALISA DATA KEGIATAN 1 ................................................................... 7

3. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 2............................................................. 9

4. ANALISA DATA KEGIATAN 2 ................................................................... 9

BAB IV PENUTUP..................................................................................................... 13

1. KESIMPULAN................................................................................................. 13

2. SARAN.............................................................................................................. 16

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 17

iv

BAB 1

PENDAHULUAN

1. LANDASAN TEORI

Fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala – gejala alam materi yang terjadi di

semesta ini. Salah satu gejala alam tersebut adalah Gravitasi Bumi (Gaya Tarik Bumi).

Menurut penganut Paham Big Bang, teori tentang awal penciptaan alam semesta, gaya

tarik ini sesungguhnya sudah ada sejak awal semesta diciptakan. Namun baru disadari

setelah Sir Isaac Newton melihat buah apel jatuh. Sejak saat itu banyak kejadian gejala

alam lainnya dapat terkuak setelah dipahami dengan adanya gaya tarik bumi ini.

Periode adalah selang waktu yang

diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan

satu getaran lengkap. Getaran adalah gerakan

bolak-balik yang ada di sekitar titik

keseimbangan di mana kuat lemahnya

dipengaruhi besar kecilnya energi yang

diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu

kali gerak bolak-balik penuh. Satu getaran

lengkap adalah gerakan dari a-b-c-b-a, sesuai

pada gambar.

Periode ayunan Bandul adalah:

dimana L : Panjang Tali

Untuk menentukan kita turunkan dari rumus di atas:

1

a

b

L

c

Periode juga dapat dicari dengan 1(satu) dibagi dengan frekuensi. Frekuensi adalah

benyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Rumus frekuensi adalah

jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu. Frekuensi memiliki satuan hertz / Hz.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat atau menemui benda yang

mengalam Gerak Jatuh Bebas (GJB), misalnya gerakan sebuah apel yang jatuh dari

pohon,gerak benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu atau bahkan gerakan setiap

tetes air hujan yang turun ke bumi. GJB merupakan salah satu contoh umum dari Gerak

Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

Pada masa lampau, hakekat GJB merupakan bahan pembahasan yang sangat

menarik dalam ilmu filsafat alam. Aristoteles, pernah mengatakan bahwa benda yang

beratnya lebih besar akan jatuh lebih cepat dibandingkan benda yang lebih ringan.

Pendapat Aristoteles ini mempengaruhi pandangan orang-orang yang hidup sebelum masa

Galileo.

Hambatan atau gesekan udara sangat mempengaruhi GJB. Galileo mendalilkan

bahwa semua benda akan jatuh dengan percepatan yang sama apabila tidak ada udara

atau hambatan lainnya. Galileo menegaskan bahwa semua benda, berat atau ringan, jatuh

dengan percepatan yang sama, paling tidak jika tidak ada udara. Galileo yakin bahwa udara

berperan sebagai hambatan untuk benda-benda yang sangat ringan yang memiliki

permukaan yang luas. Tetapi pada banyak keadaan biasa, hambatan udara ini bisa

diabaikan. Pada suatu ruang di mana udara telah diisap, benda ringan seperti selembar

kertas yang dipegang horisontal pun akan jatuh dengan percepatan yang sama seperti

benda yang lain. Ia menunjukkan bahwa untuk sebuah benda yang jatuh dari keadaan

diam, jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat waktu. Walaupun demikian,

Galileo adalah orang pertama yang menurunkan hubungan matematis.

Sumbangan Galileo yang khusus terhadap pemahaman kita mengenai GJB, dapat

dirangkum sebagai berikut :

Pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua

benda jatuh dengan percepatan konstan yang sama.

Kita menyebut percepatan ini sebagai percepatan yang disebabkan oleh gravitasi pada

bumi dan memberinya simbol g. Besarnya kira-kira 9,8 m/s2. Dalam satuan Inggris alias

2

British, besar g kira-kira 32 ft/s2. Percepatan yang disebabkan oleh gravitasi adalah

percepatan sebuah vektor dan arahnya menuju pusat bumi.

Untuk menentukan berdasarkan Gerak Jatuh Bebas (GJB) menggunakan rumus:

dimana :

g = percepatan grafitasi (m/s2)

h = ketinggian GJB (m)

t = waktu yang diperlukan benda jatuh sampai ke tanah (sekon)

2. PERUMUSAN MASALAH:

Di bangku sekolah kita mendapatkan pelajaran tentang gaya tarik bumi ini. Dengan

menyadari bahwa bentuk bumi adalah seperti bola, maka semua benda yang ada

dipermukaan bumi akan mendapatkan gaya tarik ke dalam pusat bumi. Namun seperti

diketahui bahwa bumi juga berputar pada sumbu Utara – Selatan. Timbul pertanyaan

apakah besar gaya tarik tersebut sama di semua permukaan bumi?

3. TUJUAN KEGIATAN DAN MANFAAT:

1) Menentukan Periode ayunan bandul dengan massa bandul yang berbeda – beda.

2) Menentukan Periode ayunan bandul yang terberat dengan panjang tali yang berbeda

– beda.

3) Menentukan nilai percepatan gravitasi (g) di lokasi kegiatan.

4) Membandingkan nilai percepatan gravitasi di lokasi kegiatan dengan nilai yang

sudah ditetapkan yaitu 9,8 m/s².

5) Mendapatkan pengalaman nyata dalam menentukan besar percepatan gravitasi.

-o0o-

3

BAB II

METODE PENELITIAN

1.TEMPAT DAN WAKTU KEGIATAN

Hari/Tanggal : Sabtu - Minggu / 27- 28 Pebruari 2011

Waktu : 09.00 s/d selesai

Lokasi : Pantai Srau, Pacitan, Jawa Timur

2. ALAT DAN BAHAN:

a.Bandul dan kelereng : Suatu alat yang mempunyai suatu objek berat tergantung pada

ujungnya. Sebanyak lima buah dengan massa yang bervariasi.

b. Tali Nilon dan Rafia: Tali panjang yang berukuran kira – kira 150 cm untuk

diikatkan beban.

c.Stopwatch : Penghitung waktu yang digunakan untuk menghitung waktu yang

digunakan untuk melakukan 1 kali ayunan.

d. Mistar : Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang tali yang akan

digunakan. Tiap percobaan menggunakan panjang tali yang berbeda.

e.Tiang Penyangga / Statif : Digunakan untuk menggantung tali agar bisa melakukan

ayunan bebas.

3. LANGKAH KERJA KEGIATAN 1a. Merangkai semua alat dan bahan

sehiungga terrangkai seperti gambar di

sebelah.

b. Mengikatkan beban dengan tali dan

menggantungkan pada Statif kemudian

mengukur panjang tali (L)

c. Menyimpangkan beban dengan sudut

tertentu kemudian dilepaskan.

4

h

d. Mencatat waktunya untuk setiap sepuluh ayunan.

e. Mengulang kegiatan di atas dengan memvariasikan:

i. Massa beban (m) ada sebanyak lima variasi.

ii. Panjang tali (L) ada sebanyak lima variasi.

f. Mencatat data yang diperoleh pada tabel pengamatan.

4. LANGKAH KERJA KEGIATAN 2

a. mencari tempat yang tinggi yang ketinggiannya ± 5 m. b. menjatuhkan kelereng / bandul dari ketinggian tersebut.

c. mencatat waktunya dari kelereng mulai dilepaskan hingga menyentuh tanah.

d. mengulangi kegiatan dengan memvariasikan ketinggiannya ( 4 – 5 x). e. mencatat data pada tabel pengamatan yang telah disediakan.

-o0o-

5

BAB III

DATA DAN PEMBAHASAN

1. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 1:

Percobaan dengan variasi massa beban dengan panjang tali tetap sepanjang 104 cm.

Percobaan dengan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.

6

No. Massa beban

m (gr)

Waktu ayun

t (s)

Periode

T (s-1)

1 990 21 2,1

2 300 21 2,1

3 300 21 2,1

4 300 21 2,1

5 270 21 2,1

No. Panjang Tali

m (gr)

Waktu ayun

t (s)

Periode

T (s-1)

1 110 22 2,2

2 100 21,48 2,148

3 90 19,71 1,971

4 80 18,42 1,842

5 70 17,52 1,752

2.ANALISA DATA KEGIATAN 1

No

Massa beban

m (gr)

Waktu ayun

t (s)

Periode

T (s-1)

Perc. Gravitasi

g (m. s-2)g2

ḡ

(g rata-rata)

1 900 21 2,1 9,310 86,67

9,310

2 300 21 2,1 9,310 86,67

3 300 21 2,1 9,310 86,67

4 300 21 2,1 9,310 86,67

5 270 21 2,1 9,310 86,67

Jumlah ( ) 46,550 433,35

a. Perhitungan g berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm.

Δ g =

=

= 1,551

g = ḡ ± Δg

g = (9,310 ± 1,551) m/s2

Kesalahan relatif (KR) = Δg / g rata-rata × 100 % = 16,66 %

7

b. Perhitungan g berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.

No Panjang Tali L(cm)

Waktu ayun t(s)

Periode

T (s-1)

Perc. Gravitasi

g (m. s-2)g2

ḡ

(g rata-rata)

1 110 22 2,2 8,8 75,69

8,958

2 100 21,48 2,148 8,547 73,1

3 90 19,71 1,971 9,136 83,46

4 80 18,42 1,842 9,308 86,63

5 70 17,52 1,752 9,003 81,1

Jumlah ( ) 44,764 399,98

Δ g =

=

= 1,489

g = ḡ ± Δg

g = (8,958 ± 1,489) m/s2

Kesalahan relatif (KR) = Δg / g rata-rata × 100 % = 16,62 %

8

3. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 2

NO KETINGGIAN WAKTU

( h ) meter ( t ) sekon

1 0,95 m 0,52

2 1 m 0,53

3 1,5 m 0,57

4 3 m 0,65

4. ANALISA DATA KEGIATAN 2

NOKETINGGIAN WAKTU PER.GRA

g2 ḡ( h ) meter ( t ) sekon ( g ) m/s2

1 0,95 0,52 7,0 49,5

9,5

2 1 0,53 7,1 51,0

3 1,5 0,57 9,4 87,9

4 3 0,65 14,3 204,1

9

NoKetinggian h(meter)

Waktu t(sekon)

Perc. Gravitasi

g (m. s-2)g2

ḡ

(g rata-rata)

1 0,95 0,52 7,0 49,5

9,5

2 1 0,53 7,1 51,0

3 1,5 0,57 9,4 87,9

4 3 0,65 14,3 204,1

Jumlah ( ) 37,8 392,5

Δ g =

=

= 1,7

g = ḡ ± Δg

g = (9,5 ± 1,7) m/s2

Kesalahan relatif (KR) = Δg / g rata-rata × 100 % = 17,9 %

10

Grafik antara Massa Bandul dengan g (percepatan grafitasi)

Ket : Grafik di atas berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm.

Grafik antara Panjang Tali dengan g (percepatan grafitasi)

Ket : Grafik di atas berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.

11

Grafik antara h (Tinggi Jatuh) vs g (percepatan grafitasi)

Ket : Grafik di atas berdasarkan data percobaan variasi Tinggi Jatuh (h) dengan massa benda jatuh sama (sebuah kelereng).

-o0o-

12

BAB IVPENUTUP

1. KESIMPULAN

Nilai percepatan gravitasi di lokasi kegiatan adalah :

a. berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm, adalah sebesar:

g = (9,310 ± 1,551) m/s2

Kesalahan relatif 16,66 %

< dari pada 9,8 m/s2

b. berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.

g = (8,958 ± 1,489) m/s2

Kesalahan relatif 16,62 %

< dari pada 9,8 m/s2

c. berdasarkan data percobaan variasi Tinggi Jatuh (h) dengan massa benda jatuh sama (sebuah kelereng).

g = (9,5 ± 1,7) m/s2

Kesalahan relatif 17,9 %

< dari pada 9,8 m/s2

Nilai g di lokasi kegiatan, berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm, lebih kecil daripada nilai g yang telah ditetapkan.

Nilai g di lokasi kegiatan, berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr, lebih kecil daripada nilai g yang telah ditetapkan.

13

Nilai g di lokasi kegiatan, berdasarkan data percobaan variasi Tinggi Jatuh (h) dengan massa benda jatuh sama (sebuah kelereng)., lebih kecil daripada nilai g yang telah ditetapkan.

Setelah melakukan percobaan pengukuran percepatan gravitasi di atas dengan memvariasikan massa benda dan panjang tali, didapatkan perbedaan yang cukup besar antara percobaan kegiatan 1 (dengan ayunan bandul) dan kegiatan 2 (dengan jatuh bebas kelereng) dari ketetapan g = 9,8 m/s2. Hal ini disebabkan beberapa faktor antara lain kecepatan angin di daerah pantai relatif besar, selain itu penyebab yang kedua adalah letak lokasi percobaan yang berada di daerah Pacitan ( 8º 17' Lintang Selatan). karena jarak dari katulistiwa semakin jauh maka percepatan gravitasi bumi semakin kecil.

Percepatan gravitasi bumi dapat dipengaruhi beberapa faktor yang menyebabkan percepatan tersebut dapat berberbeda di beberapa tempat,

Selain letak tempat itu sendiri, pada saat melakukan percobaan diketahui, faktor – faktor yang mempengaruhi percepatan gravitasi dipengaruhi adalah:

Panjang tali (l). Periode benda saat berayun(T). Hambatan udara. Gesekan bandul terhadap benda lain. Kesalahan yang dilakukan oleh pengujicoba dalam melakukan

penghitungan pada saat penelitian. Kurang stabilnya posisi tiang penyangga/statif yang digunakan pada saat

penelitian.

Analisa terhadap variabel yang mempengaruhi pada Kegiatan 1 (variasi massa) terlihat sebagai berikut:

No. m (gram)

T (detik) | m - mrata-rata | | T - Trata-rata |

1 270 2,1 144 0

2 300 2,1 114 0

3 300 2,1 114 0

4 300 2,1 114 0

5 900 2,1 486 0

Jumlah 972 0

14

Berdasarkan data percobaan dengan variasi massa beban, kami berpendapat

bahwa massa benda tidak berpengaruh terhadap periode (T). Hal ini dapat terlihat

bahwa dari setiap variasi beban massa, selisih setiap T yang didapat dengan rata-

ratanya ( | T - Trata-rata | ) bernilai nol, dibandingkan dengan selisih setiap variasi massa

dengan rata-ratanya ( | M - Mrata-rata | ).

Adanya perbedaan kecil periode dalam setiap percobaan dengan variasi massa

beban mungkin disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:

adanya ketidaktepatan waktu mulai dan/atau memberhentikan stopwatch

ketika 10 getaran sudah tercapai.

Bandul tidak diperiksa sudah berayun dengan benar atau belum

(bergerak kerucut, miring dsb).

Analisa terhadap variabel yang mempengaruhi pada Kegiatan 1 (variasi panjang tali) terlihat sebagai berikut:

Berdasarkan data percobaan dengan variasi Panjang Tali, kami berpendapat

bahwa Panjang tali tidak berpengaruh terhadap periode (T). Hal ini dapat terlihat

bahwa dari setiap variasi beban massa, selisih setiap T yang didapat dengan rata-

ratanya ( | T - Trata-rata | ) bernilai kecil, dibandingkan dengan selisih setiap variasi massa

dengan rata-ratanya ( | L - Lrata-rata | ).

Adanya perbedaan kecil periode dalam setiap percobaan dengan variasi

Panjang tali mungkin disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:

adanya hambatan udara terhadap gerakan tali,

Ketebalan tali mempengaruhi kecepatan ayunan.

15

No.Panjang Tali (L)

T (detik)

| L - Lrata-rata | | T - Trata-rata |

1 110 2,20 20 0,22

2 100 2,15 10 0,17

3 90 1,97 0 0,01

4 80 1,84 10 0,14

5 70 1,75 20 0,23

Jumlah 60 0,77

Analisa terhadap variabel yang mempengaruhi pada Kegiatan 3 (variasi tinggi jatuh) terlihat sebagai berikut:

NoKetinggian

h(meter)

Waktu

t(sekon)| h - hrata-rata | | t - trata-rata |

1 0,95 0,52 0,6625 0,05

2 1 0,53 0,6125 0,04

3 1,5 0,57 0,1125 0,00

4 3 0,65 1,3875 0,08

Jumlah 2,775 0,17

Berdasarkan data percobaan dengan variasi tinggi jatuh (h), kami berpendapat

bahwa waktu jatuh (t) sangat terpengaruh oleh tinggi jatuh(h). Hal ini dapat terlihat

bahwa dari setiap variasi tinggi jatuh (h), selisih setiap h yang didapat dengan rata-

ratanya ( | h – h rata-rata | ) bernilai cukup besar, dibandingkan dengan selisih setiap

variasi waktu jatuh dengan rata-ratanya ( | t - trata-rata | ).

Adanya perbedaan kecil waktu jatuh dalam setiap percobaan dengan variasi

tinggi jatuh mungkin disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:

adanya hambatan udara terhadap gerakan jatuh kelereng

kesalahan baca pada pengukur waktu

ketidak tepatan dalam memulai menjatuhkan kelereng,

2. SARAN

Perlu dilakukan pelatihan (Gladi bersih) penggunaan perlatan percobaan sebelum dilakukan kegiatan Out bond

Mengingat pentingnya kegiatan ini, perlu diagendakan Outbond bersama dengan Kelas Akselerasi SLTA se-kabupaten Wonogiri.

-o0o-

16

DAFTAR PUSTAKA

- Kanginan, Marthen. 1996. Fisika SMA, Jakarta. Penerbit Erlangga

- www.gurumuda.com/gerak-jatuh-bebas-gjb

- id.wikipedia.org/wiki/Gerak_jatuh_bebas

-o0o-

17