ayunan fisis i. tujuan percobaan ii. · pdf filemenentukan percepatan gravitasi dengan...
TRANSCRIPT
1
AYUNAN FISIS
I. Tujuan Percobaan
a. Memahami proses ayunan fisis
b. Menentukan pusat massa berbagai bentuk benda tegar
c. Menentukan pusat massa dengan ayunan fisis
d. Menentukan percepatan gravitasi dengan menentukan ayunan fisis
II. Landasan Teori
Bandul fisis adalah bandul yang berosilasi secara bebas pada suatu sumbu tertentu
dari suatu benda rigid (kaku) sembarang. Berbeda dengan bandul matematis, pada bandul
fisis tidak bisa mengabaikan bentuk, ukuran dan massa benda.
A. Menentukan Pusat Massa Berbagai Bentuk Benda Tegar
Benda tegar yaitu suatu benda dimana jarak antara semua partikel
komponennya tetap, untuk semua tujuan praktis, tak berubah di bawah pengaruh suatu
gaya atau torka. Oleh karena itu, sebuah benda tegar tetap bentuknya selama bergerak.
Gerakan sebuah benda tegar dapat dibedakan menjadi dua macam. Gerakan
merupakan translasi bila semua partikel membentuk lintasan sejajar sedemikian
sehingga garis – garis yang menghubungkan dua titik sembarang dalam benda itu
tetap sejajar terhadap posisi awalnya. Gerakan merupakan rotasi mengitari sebuah
sumbu bila semua partikel membentuk lintasan melingkar terhadap sebuah garis yang
dianggap sumbu rotasi. Sumbu dapat tetap atau berubah arahnya relatif terhadap
benda selama gerakan. Gerakan yang paling umum dari suatu benda tegar selalu dapat
dianggap sebagai kombinasi gerak rotasi dan translasi. ( Dasar – dasar Fisika
Universitas, Edisi Kedua. Jilid 1 Mekanik dan Termodinamika, Marcelo Alonso dan
Edward J Finn. Hal 206).
Setiap benda terdiri atas partikel – partikel yang masing – masing memiliki
gaya berat. Semua gaya berat ini dapat dianggap sejajar satu sama lain. Berdasarkan
cara penentuan koordinat titik berat – titik berat benda dapat ditentukan dengan:
n
nn
n
nn
w
xw
wwww
xwxwxwxwx
...
...
321
332211
0
2
n
nn
n
nn
w
yw
wwww
ywywywywy
...
...
321
332211
0
Mengingat gaya berat ( mgw ) sedangkan nilai g tergantung pada posisi
tempat benda dalam medan gravitasi, maka sebenarnya titik berat benda tidak sama
dengan pusat massa. Akan tetapi, hamper semua persoalan mekanika hanya
menyangkut benda – benda berukuran kecil dibandingkan jarak yang dapat
memberikan perubahan nilai g yang signifikan, maka nilai g dapat dianggap seragam
atau sama pada seluruh bagian benda. Oleh karena itu, titik berat dan titik pusat massa
),( pmpm yx dapat kita turunkan dari koordinat titik berat benda sebagai berikut:
gmgmgmgm
gxmgxmgxmgxmxx
n
nn
pm
...
...
321
332211
0
Dengan cara yang sama diperoleh:
n
nn
pm
mmmm
ymymymymyy
...
...
321
332211
0
A.
B. Menentukan Pusat Massa pada Ayunan Fisis
gmmmm
gxmxmxmxm
n
nn
)...(
)...(
321
332211
n
nn
mmmm
xmxmxmxm
...
...
321
332211
n
nn
m
xm
n
nn
m
ym
1x
pmx
2x
3
Gambar 1. Penentuan Pusat Massa
Koordinat titik berat
n
nn
w
xwx0
n
nn
w
ywy0
Mengingat gaya berat w = mg sedangkan nilai g tergantung pada posisi tempat
benda dalam medan gravitasi, mka sebenarnya titik berat benda tidak sama dengan
pusat massa. Akan tetapi, hampir semua persoalan mekanika hanya menyangkut
benda – benda berukuran kecil dibandingkan dengan jarak yang dapat memberikan
perubahan nilai g yang signifikan. Maka nilai g dapat dianggap seragam atau sama
pada seluruh bagian benda. Oleh karena itu, titik berat atau titik pusat massa dapat
dianggap sebagai satu titik yang sama. Dengan demikian, koordinat titik pusat massa
),( pmpm yx dapat kita turunkan dari koordinat titik berat benda sebagai berikut:
gmgmgmgm
gxmgxmgxmgxmxx
n
nn
pm
...
...
321
332211
0
Dengan cara yang sama diperoleh:
n
nn
pm
mmmm
ymymymymyy
...
...
321
332211
0
Mengingat pada alat percobaan yang akan digunakan untuk menentukan pusat
massa ayunan fisis terdiri dari dua massa benda yaitu massa silinder keeping logam
dan massa batang maka persamaannya akan menjadi:
gmmmm
gxmxmxmxm
n
nn
)...(
)...(
321
332211
n
nn
mmmm
xmxmxmxm
...
...
321
332211
n
nn
m
xm
n
nn
m
ym
4
21
2211
mm
mxmxxpm
Dengan m1 : massa batang
m2 : massa silinder keeping logam
ypm : 0, dikarenakan benda simetris dan sumbu simetrinya melewati
titik y = 0 atau sumbu x.
C. Menentukan Percepatan Gravitasi dengan Ayunan Fisis
Untuk menentukan letak pusat massa benda berupa keping tipis yang
bentuknya tidak beraturan dapat dilakukan dengan percobaan sederhana yaitu dengan
menggunakan tali. Benda kita gantungkan dari sebuah titik A pada tepinya. Pada saat
benda dalam keadaan setimbang, maka titik berat benda harus berada di bawah titik
gantung yaitu pada garis AA’, karena hanya pada keadaan ini momen gaya akibat
tegangan tali dan berat benda sama dengan nol. Kemudian benda kita gantungkan lagi
dari titik lain, misalnya titik B. Dalam hal ini pusat massa harus berada pada garis
BB’. Suatu titik yang terletak pada garis AA’ dan juga pada garis BB’ adalah titik L
yaitu titik perpotongan kedua garis tersebut sehingga titik L ini merupakan pusat
massa benda.
Gambar 2. Penentuan Percepatan Gravitasi
A
'A'A
B
'B
o
L
O
BJK
A
Mg
𝜃
𝜃
L sin 𝜃
P
m
5
Benda tegar bermassa M berbentuk sembarang digantung pada poros tetap o,
yang berjarak L dari pusat massa (pm), diberi simpangan kecil dengan sudut
terhadap garis vertical, kemudian dilepas sehingga berayun dengan periode T.
Jika ayunan fisis bergerak sekitar suatu posisi setimbang, sedangkan gaya
pada partikel sebanding dengan jarak partikel dari posisi setimbang, untuk sudut
simpang kecil maka gerak ayunan fisis dapat dianggap gerak harmonis angular.
Persamaan simpangan sudutnya :
tm cos
tmdt
d
sin
tmdt
dcos
2
2
Hukum II Newton tentang rotasi
Dengan sinmgL
I = momen inersia
= percepatan sudut
Maka
sinmgL
2sin mgL
2sin mgL
2sin mgL
2
mgL
J
6
2
24
mgL
2
mgL
Menurut teorema sumbu sejajar, momen inersia 𝐼 besarnya :
𝐼 = 𝐼𝑝𝑚 + 𝑀𝐿2
Dengan 𝐼𝑝𝑚 : momen inersia terhadap sumbu putar melalui pusat massa, dan L : jarak
antara sumbu putar terhadap pusat massa.
Dengan demikian persamaannya menjadi :
𝑇 = 2𝜋 𝐼𝑝𝑚 +𝑀𝐿2
𝑀𝑔𝐿
𝑇2 = 4𝜋2 . 𝐼𝑝𝑚 + 𝑀𝐿2
𝑀𝑔𝑙
𝑇2𝑀𝑔𝑙 = 4𝜋2 . 𝐼𝑝𝑚 + 𝑀𝐿2
𝑇12𝑀𝑔𝑙1 = 4𝜋2 . 𝐼𝑝𝑚 + 𝑀𝐿1
2 … … . .∗
𝑇22𝑀𝑔𝑙2 = 4𝜋2 . 𝐼𝑝𝑚 + 𝑀𝐿2
2.........**
Jika T1 adalah periode ayunan dengan jarak antara O terhadap Pm adalah L1, dan T2
adalah periode ayunan dengan jarak antara O terhadap Pm adalah L2, maka
percepatan gravitasi dapat ditentukan dengan mengeliminasi 𝐼𝑝𝑚 dari T1 dan T2 dan
hasilnya adalah sebagai berikut:
𝑇12𝑀𝑔𝑙1 = 4𝜋2 . 𝐼𝑝𝑚 + 𝑀𝐿1
2 … … . .∗
𝑇22𝑀𝑔𝑙2 = 4𝜋2 . 𝐼𝑝𝑚 + 𝑀𝐿2
2.........**
𝑇22𝑀𝑔𝑙2 − 𝑇1
2𝑀𝑔𝑙1 = 4𝜋2(𝑀𝐿2
2 − 𝑀𝐿12)
𝑔(𝑇22𝑙2 − 𝑇1
2𝑙1) = 4𝜋2(𝐿2
2 − 𝐿12)
7
1
2
12
2
2
2
1
2
2
24
LL
LLg
Dengan,
L : Jarak lubang poros ayunan terhadap pusat massa (Pm)
T: Periode ayunan (detik)
g : Percepatan gravitasi bumi (m/s2)
III. Alat dan Bahan
a. Satu set perangkat ayunan fisis batang homogen (terdiri dari batang logam berlubang
– lubang dengan dua keping logam berbentuk silinder yang dapat disekrupkan ke
batang logam.(Gambar 1).
b. Tripleks dengan bentuk tak beraturan dilengkapi beberapa lubang tersebar (gambar 2).
c. Mistar 100 cm
d. Poros penggantung
e. Stopwatch
f. Busur derajad
g. Neraca ohauss (ketelitian 0,01 gr)
IV.
A. Rangkaian Eksperimen
1. Benda Tak beraturan
Gambar 3. Skema alat benda tak beraturan
Melukis
garis lurus
Lempeng tak
beraturan
Poros
penggantung
𝜃
8
2. Benda Homogen
Gambar 4. Skema alat benda homogen
B. Langkah Kerja
1. Benda Tak beraturan
a. Menggantungkan benda pada poros tertentu
b. Menggambil garis lurus vertikal dari poros yang digantung
c. Memberi simpangan kecil lalu melepaskannya
d. Mencatat waktu yang diperlukan untuk 20 kali ayunan
e. Mengulangi langkah b – d untuk 5 variasi posisi poros – poros yang lain.
f. Menentukan letak pusat massa benda dari posisi poros hingga titik pertemuan
kelima garis vertikal yang telah ditarik sebelumnya.
2. Benda homogen (batang logam)
a. Menimbang massa keping silinder.
b. Memasang bandul (keping silinder) pada batang dengan posisi tertentu.
c. Menentukan letak pusat massa ayunan (x1, x2, xpm)
d. Menggntung benda pada poros tertentu
e. Memberi simpangan kecil lalu melepaskannya
f. Mencatat waktu yang diperlukan untuk 20 kali ayunan
g. Mengulangi langkah b – f untuk variasi posisi poros – poros yang lain.
Poros
penggantung
Batang besi
Lubang untuk
poros
penggantung
Sepasang Logam
silinder
9
V. Data Percobaan
a. Benda 1 (Lempeng Tak beraturan)
𝜃 = 5°, n=20
NO L (m) t (s)
𝒕 (s) n 𝑇 =𝑡
𝑛
1 2 3
1 0,185 23,83 23,06 23,41 23,43 20 1,17
2 0,19 23,57 23,61 23,53 23,57 20 1,18
3 0,20 24,30 24,15 23,63 24,03 20 1,20
4 0,24 24,81 24,40 24,30 24,50 20 1,23
5 0,26 24,50 24,51 24,56 24,52 20 1,23
b. Benda 2 (Batang Homogen)
𝜃 = 5°, 𝑛 = 20
NO L (m) 𝑡1(s) 𝑡2(s) 𝑡3(s) 𝑡 (s) T (s) T² (s2)
1 0,17 26,58 26,93 26,46 26,66 1,33 1,78
2 0,24 27,79 27,92 28,04 27,92 1,40 1,95
3 0,31 29,94 29,69 29,85 29,83 1,49 2,22
4 0,41 31,65 31,70 31,57 31,64 1,58 2,50
5 0,51 33,75 33,36 33,93 33,68 1,68 2,84
VI. Analisis Data
a. Benda 1 (Lempeng Tak beraturan)
Mencari pusat massa benda tak beraturan (Lempeng kayu)
Gambar 5. Pusat massa benda tegar tak beraturan untuk lempeng tripleks
Pusat massa
10
Mencari nilai percepatan gravitasi
1
2
12
2
2
2
1
2
2
24
LL
LLg
Ralat Pengamatan (Metode Perhitungan)
2
10987654321 04,910 s
mggggggggggg
NO g ( m/s2
) 𝜹𝒈 = 𝒈 − 𝒈
(m/s2)
𝜹𝒈 2
1 7,41 -1,62 2,64
2 6,55 -2,49 6,20
3 8,68 -0,35 0,12
4 9,62 0,59 0,35
5 6,20 -2,84 8,05
6 8,82 -0,22 0,05
7 9,80 0,76 0,58
8 9,73 0,69 0,48
9 10,67 1,64 2,68
10 12,88 3,84 14,78
(𝛿𝑔)2 35,92
Data L1 L2 L1² L2² L2²-
L1² T1
2 T2
2 L1T1² L2T2²
L2T2²-
L1T1²
𝒈
( 𝒎 𝒔𝟐)
1 ; 2 0,18 0,19 0,034 0,036 0,002 1,372 1,389 0,217 0,224 0,010 7,41
1 ; 3 0,18 0,20 0,034 0,040 0,006 1,372 1,444 0,217 0,240 0,035 6,55
1 ; 4 0,18 0,24 0,034 0,058 0,023 1,372 1,501 0,217 0,294 0,106 8,68
1 ; 5 0,18 0,26 0,034 0,068 0,033 1,372 1,503 0,217 0,319 0,137 9,62
2 ; 3 0,19 0,20 0,036 0,040 0,004 1,389 1,444 0,224 0,240 0,025 6,20
2 ; 4 0,19 0,24 0,036 0,058 0,022 1,389 1,501 0,224 0,294 0,096 8,82
2 ; 5 0,19 0,26 0,036 0,068 0,032 1,389 1,503 0,224 0,319 0,127 9,80
3 ; 4 0,20 0,24 0,040 0,058 0,018 1,444 1,501 0,240 0,294 0,071 9,73
3 ; 5 0,20 0,26 0,040 0,068 0,028 1,444 1,503 0,240 0,319 0,102 10,67
4 ; 5 0,24 0,26 0,058 0,068 0,010 1,501 1,503 0,294 0,319 0,031 12,88
11
∆𝑔 = (𝛿𝑔)2
𝑛−1
= 35,92
9
= 3,991
= 2,0 ( m/s2
)
g = ( 𝑔 ± ∆𝑔 )
= ( 9,04 ± 2,00 ) ( m/s2
)
Kesalahan Relatif
KR = ∆𝑔
𝑔 . 100%
= 2,00
9,04 . 100%
= 22,11 %
Ketelitian
= 100% - KR
= 100% - 22,11%
= 77,89%
Kesesatan
= 𝑔 −𝑔𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟
𝑔𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 x 100%
= 9,04−9,81
9,81 x 100%
= 0,76
9,81 x 100%
= 0,078 x 100%
= 7,8%
Ketepatan
= 100% - Kesesatan
= 100% - 7,8%
=92,2%
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
0,160
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040
L 2T 2
²-L 1
T 1²
L2²-L1²
Grafik hubungan L2T2²-L1T1²dan L2²-L1² pada benda lempeng tak
beraturan
12
b. Benda 2 (Batang Homogen)
Mencari pusat massa benda homogen (batang besi)
Massa batang homogen : 1,395 kg
X1 ( batang homogen ) : 54 cm
Massa silinder pejal : 3,805 kg
X2 ( silinder pejal ) : 78 cm
# Pusat massa :
xpm = 𝑚1𝑥1+𝑚2𝑥2
𝑚1+𝑚2
xpm = 1,395.0,54+3,805.0,78
1,395+3,805
= 0,753+2,986
5,2
= 0,715 𝑚
Mencari nilai percepatan gravitasi
1
2
12
2
2
2
1
2
2
24
LL
LLg
Data L1 L2 L1² L2² L2²-
L1² T1
2 T2
2 L1T1² L2T2²
L2T2²-
L1T1²
𝒈
( 𝒎 𝒔𝟐)
1 ; 2 0,17 0,24 0,03 0,06 0,029 1,78 1,95 0,302 0,468 0,166 6,84
1 ; 3 0,17 0,31 0,03 0,10 0,067 1,78 2,22 0,302 0,689 0,387 6,85
1 ; 4 0,17 0,41 0,03 0,17 0,139 1,78 2,50 0,302 1,026 0,724 7,59
1 ; 5 0,17 0,51 0,03 0,26 0,231 1,78 2,84 0,302 1,446 1,144 7,98
2 ; 3 0,24 0,31 0,06 0,10 0,039 1,95 2,22 0,468 0,689 0,222 6,85
2 ; 4 0,24 0,41 0,06 0,17 0,111 1,95 2,50 0,468 1,026 0,559 7,81
2 ; 5 0,24 0,51 0,06 0,26 0,203 1,95 2,84 0,468 1,446 0,979 8,17
3 ; 4 0,31 0,41 0,10 0,17 0,072 2,22 2,50 0,689 1,026 0,337 8,44
3 ; 5 0,31 0,51 0,10 0,26 0,164 2,22 2,84 0,689 1,446 0,757 8,55
4 ; 5 0,41 0,51 0,17 0,26 0,092 2,50 2,84 1,026 1,446 0,420 8,64
13
- Ralat Pengamatan (Metode Perhitungan)
smgggggggggg
g 210987654321 77,7
10
NO g ( m/s2
) 𝜹𝒈 = 𝒈 − 𝒈
(m/s2)
𝜹𝒈 2
1 6,84 -0,93 0,87
2 6,85 -0,93 0,86
3 7,59 -0,18 0,03
4 7,98 0,20 0,04
5 6,85 -0,92 0,85
6 7,81 0,04 0,00
7 8,17 0,40 0,16
8 8,44 0,67 0,45
9 8,55 0,78 0,61
10 8,64 0,87 0,76
(𝛿𝑔)2 4,63
∆𝑔 = (𝛿𝑔)2
𝑛−1
= 4,63
9
= 0,514
= 0,72 ( m/s2
)
g = ( 𝑔 ± ∆𝑔 )
= ( 7,77 ± 0,72 ) ( m/s2
)
Kesalahan Relatif
KR = ∆𝑔
𝑔 . 100%
= 0,72
7,77 . 100%
= 9,23 %
Ketelitian
= 100% - KR
= 100% - 9,23%
= 90,77%
Kesesatan
= 𝑔 −𝑔𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟
𝑔𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 x 100%
= 7,77−9,81
9,81 x 100%
= −2,03
9,81 x 100%
= 20,69%
Ketepatan
= 100% - Kesesatan
= 100% - 20,69%
=79,31%
14
VII. Pembahasan
Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki
periode alias waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap.
Salah satu contoh dari gerak harmonis sederhana adalah gerakan yang terjadi pada
ayunan fisis. Ayunan fisis sendiri adalah sebuah sistem dimana terdapat sebuah benda
tegar yang digantung dari suatu titik yang bukan merupakan pusat massanya akan
berosilasi ketika disimpangkan dari posisi kesetimbangan. Ketika beban digantungkan
pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan.
Tetapi jika beban ditarik/diberi simpangan dengan sudut kecil dan dilepaskan, maka
beban akan bergerak lalu kembali lagi ke posisi semula. Gerakan beban akan terjadi
berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan fisis tersebut melakukan
gerak harmonik sederhana.
Pusat massa adalah suatu titik pusat kesetimbangan benda yang memiliki massa
m. Dengan menggunakan ayunan fisis, praktikan dapat menentukan pusat massa suatu
benda tegar. Pada percobaan ini praktikan menentukan pusat massa benda tegar
(lempeng) tak beraturan dan batang homogen.
a. Menentukan pusat massa berbagai bentuk benda tegar
Dalam menentukan pusat massa benda tegar (lempeng) tak beraturan,
praktikan menyimpangkan lempeng tersebut di beberapa titik. Ketika digantungkan di
suatu titik, lempeng homogen dibiarkan pada posisi kesetimbangan lalu ditarik suatu
garis kesetimbangan. Hal yang sama dilakukan untuk beberapa titik yang lain.
Kemudian dapat dilihat bahwa semua garis yang melalui beberapa titik berpotongan di
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250
L2T2
²-L1
T1²
L2²-L1²
Grafik hubungan L2T2²-L1T1²dan L2²-L1² pada benda homogen
15
suatu titik yang merupakan pusat massanya. Metode ini digunakan untuk menentukan
pusat massa lempeng homogen yang tak beraturan (gambar 5).
Untuk lempeng homogen beraturan, koordinat pusat massa dapat ditentukan
secara teoritis dengan persamaan :
21
2211
AA
AxAxxpm
21
2211
AA
AyAyypm
Dalam menetukan pusat massa batang homogen, praktikan menggunakan
persamaan :
21
2211
mm
mxmxxpm
Setelah ditentukan xpm, praktikan menentukan nilai L, yaitu jarak antara poros
penggantung ke pusat massa.
b. Menentukan nilai percepatan gravitasi bumi
Percobaan ayunan fisis ini dapat pula dilakukan untuk menentukan
percepatan garvitasi bumi di tempat percobaan dilakukan. Percobaan yang pertama
yaitu menggunakan benda tegar tak beraturan berupa lempengan kayu. Berdasarkan
data yang diperoleh, kita menentukan nilai percepatan garvitasi tersebut dengan
menggunakan rumus :
g = 4π² (L2
2−L12)
(L2T22−L1T1
2
Dari rumus tersebut kita peroleh g1 = 7,41 m/s2, g2 = 6,55 m/s2, g3 = 8,68
m/s2, g4 = 9,62 m/s2, g5 = 6,20 m/s2 , g6 = 8,82 m/s2, g7 = 9,80 m/s2, g8 = 9,73
m/s2, g9 = 10,67 m/s2,. g10 = 12,88 m/s2. Maka dari itu diperoleh g sebesar 9,04 m/s2.
Apabila data percepatan gravitasi diatas diolah menggunakan ralat pengamatan
diperoleh percepatan gravitasi sebesar (9,04 ± 2,00) m/s2, dengan kesalahan relatif
mencapai 22,11% dan ketelitian 77,89%. Sedangkan kesesatannya diperoleh 7,79 %
dan ketelitiannya 92,21%.
Sedangkan untuk percobaan berikutnya yaitu menggunakan benda homogen
berupa batang besi. Dan berdasarkan analisis data diperoleh nilai g1 = 6,68 m/s2, g2 =
6,85 m/s2, g3 = 7,59 m/s2, g4 = 7,98 m/s2, g5 = 6,85 m/s2 , g6 = 7,81 m/s2, g7 = 8,17
m/s2, g8 = 8,44 m/s2, g9 = 8,55 m/s2, g10 = 8,64 m/s2Maka dari itu diperoleh g
sebesar 7,77 m/s2.Jadi percepatan gravitasi dari percobaan tersebut yaitu (7,77 ± 0,72)
m/s2 dengan kesalahan relatif 9,23 %, dan ketelitian 90,77%. Bila dibandingkan
16
dengan percepatan gravitasi secara teoritis, hasil praktikum ini memiliki ketepatan
hanya sebesar 79,31% dengan kesesatan 20,69%. Ditinjau dari segi grafik, pada
percobaan dengan ayunan fisis dapat dianalisa bahwa waktu ayun berbanding lurus
dengan jarak ke pusat masa.
c. Ketidaktepatan nilai hasil eksperimen
Bila kita lihat dari hasil analisis data percepatan gravitasi bumi untuk benda
tegar tak beraturan (papan tripleks) diperoleh (9,04 ± 2,00) m/s2, untuk data delta
percepatan gravitasi bumi diperoleh 2,00 m/s2
nilai ini cukup besar untuk nilai delta
percepatan gravitasi bumi. Selain itu untuk nilai percepatan grafitasi bumi dari ayunan
benda tegar beraturan (batang besi) diperoleh nilai (7,77 ± 0,72) m/s2, nilai percepatan
gravitasi ini sangat berbeda dari nilai gravitasi yang telah ditetapkan atau menurut
teori yaitu 9,81 m/s2.
Ada beberapa faktor yang memungkinkan menjadi penyebab ketidaktepatan
hasil eksperimen ini, antara lain:
1. Secara teori pada bandul fisis berat beban tidak diabaikan begitu juga dengan
berat batang sebagai lengan ayun. Tapi pada petunjuk praktikum berat beban dan
batang diabaikan.
2. Adanya gesekan pada batang homogen ketika berayun atau ketidakseimbangan
ayunan batang pada poros sehingga membuat batang berayun memutar dan tidak
dinamis.
3. Dalam menentukan sudut simpangan praktikan mengukur dengan busur dan
kemudian pada sudut yang sudah diukur ayunan fisis disimpangkan dengan cara
memegangnya, ada kemungkinan saat dipegang pada sudut yang sudah diukur
sudut simpangan berubah tanpa disadari oleh praktikan.
4. Ketidaktelitian praktikan dalam mengambil data pengamantan. Seperti dalam
menghitung jumlah ayuanan (n) tidak tepat 20 ayunan, dalam menentukan waktu
menggunakan stopwatch kemungkinan praktikan tidak menghentikan stopwatch
bersamaan dengan jumlah ayunan (n) yang ditentukan.
VIII. Simpulan
Setelah melakukan percobaan ayunan fisis dari analisis data maka dapat diambil
beberapa kesimpulan, diantaranya :
1. Gerakan yang terjadi pada ayunan fisis merupakan gerak harmonis sederhana jika
sudut simpangan yang digunakan kecil.
17
2. Dalam menentukan pusat masa benda tegar homogen, dapat diperoleh menggunakan
persamaan
21
2211
AA
AxAxxpm
21
2211
AA
AyAyypm
3. Menentukan pusat massa lempeng homogen tak beraturan dapat ditentukan dari
perpotongan garis kesetimbangan dari beberapa titik yang digunakan sebagai poros
penggantung.
4. Menghitung percepatan gravitasi menggunakan ayunan fisis dapat ditempuh dengan
persamaan:
g = 4π² (L2
2−L12)
(L2T22−L1T1
2
IX. Daftar Pustaka
Boas, Marry L. 2006. Mathematical Methods in The Physical Sciences (Third Edition).
India: Nutech Photolithographers.
Tipler. 1999. Fisika Jilid I. Jakarta : Erlangga.
Tim Dosen Fisika Dasar 1.2008.Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar
1.Semarang.UNNES
Khanafiah,Siti,dkk.2007.Fenomena Gelombang. Semarang.UNNES.