Download - GETARAN PEGAS TERGANDENG
EKSPERIMEN GELOMBANG
GETARAN TERGANDENG
Oleh:
Ekonita Yulia R. (4201412035)
Jotti Karunawan (4201412037)
Fayeza Camalia (4201412076)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
SEMARANG
2014
GETARAN PEGAS TERGANDENG
A. Tujuan1. Menentukan konstanta pegas pada sistem pegas tergandeng
B. Landasan TeoriGerak harmonik sederhana adalah gerak osilasi yang periodic dan tidak pernah
teredam yang biasanya mengikuti Hukum Hooke (bahwa gaya akan berbanding lurus
dengan perubahan gerak) gerak harmonic secara umum terdiri atas gerak harmonic
sederhana dan gerak harmonic teredam.
Gerak harmonic sederhana adalah gerak periodic dengan lintasan yang ditempuh
selalu sama(tetap). Gerak harmonic sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk
sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodic tertentu. Gerak
periodic adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval
waktu tetap. Gerak harmonic sederhana dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu :
a. Gerak harmonic sederhana linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi
air raksa/air dalam pipa U, gerak horizontal atau vertical dalam pegas, dan
sebagainya.
b. Gerak harmonic sederhana angular, misalnya gerak bandul, bandul fisis, osilasi
ayunan torsi, dan sebagainya.
System pegas adalah sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan diberi massa
pada ujungnya dan diberi simpangan sehingga membentuk gerak harmonic. Gaya yang
berpengaruh pada system pegas adalah gaya Hooke. Gerak harmonic sederhana
disebabkan oleh gaya pemulih atau gaya balik linier (F), yaitu resultan gaya yang arahnya
selalu menuju titik kesetimbangan dan besarnya sebanding dengan simpangannya, dimana
arah gaya selalu berlawanan dengan arah simpangannya. Sehingga Hukum Hooke :
Dimana :
k = ketetapan gaya/konstanta pegas
x = simpangan (m)
F = gaya pemulih (N)
Kemudian kita tinjau getaran dengan gandengan pegas identik seperti ditunjukan pada
gambar 1.14.berdasarkan gambar tersebut dapat dituliskan persamaan gerak untuk a dan b
secara terpisah sebagai berikut:
xa xb
Gambar 1.14. Getaran bergandeng dalam a). Kedudukan setimbang,
b). Kedudukan umum,
k k km m
Fp
Benda a : (1.65)
Benda b : (1.66)
Persamaan diferensial (1.65) dan (1.66) tidak bebas satu dari yang lain. Dengan menganggap
maka penjumlahan kedua persamaan tersebut adalah :
(1.67)
Penyelesaian persamaan (1.67) merupakan getaran pusat massa, sebagai berikut
x1(t) = xa (t)+ xb(t) = A1 cos (1t+1) (1.68)
Dengan yang dikenal dengan mode 1 atau mode rendah. Gerak getarannya seperti
ditunjukkan pada gambar (1.15). tampak bahwa getaran pegas tunggal, pegas penggandeng
hanya nerfungsi sebagai penyelaras getaran. Perpindahan masing-masing benda mempunyai
besar dan arah yang sama.
xa xb = xa
xa = xb
xb
Gambar 1,15 Getaran pusat massa
Jika persamaan (1.65) dan (1.66) dikurangkan, dan dengan menganggap bahwa
x2 = xa – xb
Hasil pengurangannya adalah
(1.69)
Penyelesaian persamaan (1.69) merupakan getaran relatif, sebagai berikut
x2(t) = xa(t) – xb(t) = A2 cos (2t + 2) (1.70)
dengan 2 = , yang dikenal dengan mode 2 atau mode tinggi. Gerak getarannya ditunjukkan
seperti pada Gambar 1.16. Frekunsi getaran relatif ini lebih besar dari pada frekuensi getaran pusat
massa. Perpindahan benda mempunyai besar yang sama tetapi arahnya berlawanan.
xa xb = xa
xa = xb xb
Gambar 1.16. Gerak getaran relatif
C. Alat dan Bahan1. Pegas2. Beban3. Stopwatch (ketelitian 0,05s)4. Neraca5. Mistar (ketelitian 0,5mm)
D. LANGKAH KERJA1. Menetukan Konstanta Pegas Teori
a. Menimbang massa beban.b. Merangkai alat seperti pada gambar
F
c. Menyimpangankan Pegas sejauh x.d. Hitung Konstanta Pegasnya.
2. Pegas disusun Seria. Menimbang massa beban.b. Merangkai alat seperti pada skema rangkaian dengan menggunakan tiga pegas
disusun secara seri.
c. Memberi simpangan pada pegas kearah samping.d. Melepaskan pegas sampai pegas berosilasi.
e. Menghitung waktu getaran untuk 10 kali osilasi.f. Menganti ketiga massa beban sebnayak 8 kali.g. Mengulangi langkah c-f dengan memberi simpangan kearah tengah.
E. RANCANGAN DATA PENGAMATAN
A. Getaran pegas disimpangankan kesamping
No. mb(kg) t(s) T(s) T2 (s2)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
B. Getaran pegas disimpangankanketengah
No. mb(kg) t(s) T(s) T2 (s2)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
F. Analisis Data
Sumbu y m sumbu x
Tabel ralat grafik
No Sumbu x(kg) Sumbu y (sekon)
Grafik hubungan antara m dengan T2
tan =
tan =
tan =
tan =
.
k = (k tot
* Kesalahan relatif = x 100
* Ketelitian = 100% - KR%
G. REFERENSI
Giancoli.2001.Fisika Jilid I.Jakarta:Erlangga.
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Khanafiah,Siti,dkk.2007.FenomenaGelombang. Semarang.UNNES.
Tipler.1998.Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I.Jakarta:Erlangga.
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
http://azkamiru.files.wordpress.com/2010/01/fis-15_getaran_dan_gelombang1.pdfhttp://andikakuncacing.wordpress.com/2010/02/17/getaran/http://www.isekolah.org