LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

Gerak Harmonik Sederhana

Disusun oleh

Nama : Ismail

NPM : 240110130109

Kelompok/shift : 1/TMIP B2

Hari/Tanggal : Rabu, 20 November 2013

Waktu : Pukul 15.00 – 17.00 WIB

Asisten : Koko Iwan Agus Kurniawan

LABORATORIUM FISIKA DASAR

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2013

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada kehidupan sehari-hari banyak benda yang bergetar. Setiap getaran dari

benda tersebut memiliki periode dan frekuensinya masing-masing. Getaran dan

gelombang merupakan dua hal yang saling berkaitan. Gelombang, baik itu

gelombang air laut, gelombang gempa bumi, gelombang suara yang merambat di

udara; semuanya bersumber pada getaran. Dengan kata lain, getaran adalah

penyebab adanya gelombang. Getaran tersebut merupakan gerak bolak-balik yang

melalui titik keseimbangannya dan berlangsung secara periodik.

Pada saat suatu benda menjalani gerak periodik, maka posisi kecepatan,dan

percepatannya akan berulang dalam interval waktu yang sama. Salah satu jenis

gerak periodik memiliki persamaan gerak sebagai fungsi waktu berbentuk

sinusoidal yang disebut gerak harmonik atau gerak selaras. Gerak Harmonik

Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu : Gerak Harmonik Sederhana

Linier seperti gerak horizontal/vertikal dari pegas dan Harmonik Sederhana

Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis.

Dengan demikian, sangat jelaslah bahwa untuk banyak bidang ilmu fisika,

pengetahuan mengenai gerak harmonik ini amat penting untuk dipelajari.

1.2 Tujuan

Tujuan utama dari dilaksanakannya praktikum ini adalah sebagai berikut :

1. Mengungkapkan Hukum Hooke

2. Menyelesaikan soal-soal gerak harmonik sederhana

3. Menentukan tetapan gas dan massa efektif pegas dengan melakukan

percobaan ayunan pegas yang dibebani

4. Menentukan percepatan gravitasi dengan mengukur perpanjangan pegas

yang dibebani.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gerak Harmonik Sederhana

Gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak periodik dengan lintasan

yang ditempuh selalu sama (tetap). Gerak harmonik sederhana juga merupakan

gerak bolak-balik suatu benda melewati titik keseimbangan. Gerak harmonik

sederhana dibagi menjadi 2, yaitu gerak harmonik sederhana linier dan gerak

harmonik sederhana angular.

Gerak harmonik sederhana (GHS) Linier, gerak ini terjadi pada gerak

penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa/air dalam pipa U, gerak

horizontal/vertical dari pegas, dan sebagainya. Selanjutnya gerak harmonik

sederhana (GHS) angular, gerak ini terjadi pada gerak bandul/bandul fisis, osilasi

ayunan torsi, dan sebagainya.

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.

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.

2.2 Hukum Hooke

Hukum Hooke berbunyi: “ Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis

pegas, maka pertambahan panjangnya akan sebanding dengan gaya tariknya”.

Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke, oleh karena itu, pernyataan ini

dikenal sebagai Hukum Hooke. Hukum Hooke dapat dihitung dengan rumus:

F = k . ∆L

dimana k merupakan konstanta pembanding atau tetapan dan ∆L adalah

perubahan panjang. F merupakan gaya dengan satuan Newton. Hukum Hooke

berlaku untuk semua material padat, tetapi hanya berlaku hingga titik tertentu.

Jika gaya semakin diperbesar, obyek akan terus bertambah panjang dan akhirnya

putus.

Hukum Hooke juga masih berlaku untuk penekanan dan penarikan asalkan

tegangan tekan tidak terlalu besar. Bila batas proporsional tidak dilampaui,

perbandingan antara tegangan dengan regangan adalah konstan, dan hukum

Hooke sama dengan pernyataan bahwa dalam batas proporsional, modulus elastik

suatu bahan adalah tetap, tegantung hanya pada bahannya.

2.3 Tetapan Pegas

Gerakan harmonis itu terjadi karena dipengaruhi oleh gaya yang berasal dari

pegas. Gaya tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu faktor dari besarnya

jarak simpangan yang diberikan pada pegas dan oleh faktor nilai tetapan pegas itu

sendiri. Tetapan pegas yaitu gaya luar yang menimbulkan perubahan bentuk

berbanding lurus dengan perubahan yang dialami benda tersebut. Faktor nilai

tetapan pegas ini juga dapat mempengaruhi periode yang dialami oleh pegas

tersebut sehingga juga dapat mempengaruhi frekuensi dari pegas tersebut.

2.4 Periode dan Frekuensi

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu lintasan bolak-balik disebut

Periode, sedangkan banyaknya getaran tiap satuan waktu disebut Frekuensi.

Hubungan antara periode (T) dan frekuensi (f) menurut pernyataan ini adalah :

T=1f

Satuan frekuensi dalam SI adalah putaran per detik atau Hertz (Hz). Posisi

pada saat resultan gaya bekerja pada partikel yang bergetar sama dengan nol

disebut posisi seimbang.

2.5 Percepatan Gravitasi

Percepatan gravitasi adalah suatu objek yang berada pada permukaan laut

dikatakan equivalen dengan 1g, yang didefinisikan memiliki nilai 9.80665 m/s2.

Percepatan di tempat lain seharusnya dikoreksi dari nilai ini sesuai dengan

ketinggian dan juga pengaruh benda-benda bermassa besar di sekitarnya.

Percepatan gravitasi di Bandungmenurut pengukuran yang telah diteliti adalah

9,78 m/s2.

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Alat – alat

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.

1. Statip, sebagai penopang rangkaian alat dan bahan praktikum

2. Skala pelengkap statip, untuk membaca skala perubahan

3. 10 buah beban, sebagai pemberat

4. Tabung, sebagai tempat menaruh beban

5. Beban tambahan, untuk memberi beban pegas

6. Stopwatch, sebagai alat penghitung waktu

7. Kalkulator, sebagai alat pengolah data

3.2 Bahan – bahan

Pegas spiral, sebagai alat yang diamati gerak harmoniknya

3.3 Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan kali ini adalah sebagai berikut.

1. Mempersiapkan alat-alat yang digunakan dalam praktikum

2. Setelah alat siap, skala awal alat pegas tersebut dihitung, dengan massa

ember yang kosong

3. Selanjutnya, secara teratur 2 buah beban dimasukkan secara berkala ke

dalam tabung sampai semua beban masuk. Pada setiap penambahan beban,

dihitung sampai 10 getaran dan waktunya dihitung dengan stopwatch,

kemudian periodenya dicatat.

4. Kemudian percobaan selanjutnya dilakukan, yaitu percobaan penambahan

beban, pada percobaan ini beban satu per satu dimasukkan sampai 10

beban. Lalu setiap perubahan skala yang terjadi dicatat.

5. Setelah percobaan penambahan beban dilakukan, selanjutnya dilakukan

percobaan pengurangan beban. Secara perlahan setiap beban dikurangi

satu per satu sampai ember kosong. Pada setiap pengurangan beban,

perubahan skala yang terjadi diukur.

6. Setelah semua data didapatkan, kemudian dilakukan perhitungan a,b,dan r

dengan cara regresi menggunakan kalkulator.

7. Lalu tetapan pegasn dan percepatan gravitasi dihitung dengan

menggunakan rumus yang sudah ditentukan.

8. Hasil percepatan gravitasi yang diperoleh dibandingkan dengan percepatan

gravitasi yang sebenarnya.

9. Grafik percobaan 1 dan percobaan 2 dibuat.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.1 Hasil Percobaan

Data awal

Massa pegas = (5,63x10-2±0,5x10-3 )kg

Massa ember = (63,6x10-3±0,5x10-3 )kg

Massa beban = (5x10-3±0,5x10-3 )kg

M1 = (7,1x10-3±0,5x10-3 )kg

M2 = (7,1x10-3±0,5x10-3 )kg

M3 = (6,9x10-3±0,5x10-3 )kg

M4 = (6,6x10-3±0,5x10-3 )kg

M5 = (6,5x10-3±0,5x10-3 )kg

M6 = (7,1x10-3±0,5x10-3 )kg

M7 = (7x10-3±0,5x10-3 )kg

M8 = (6,8x10-3±0,5x10-3 )kg

M9 = (6,9x10-3±0,5x10-3 )kg

M10 = (7,3x10-3±0,5x10-3 )kg

Tabel 1. Data Percobaan 1

Beban m±0,5.10-3

(kg)

t (10T) ±

0,5.10-3 (s)

T= t/10 (s) T2 (s2)

member 64x10-3 5,54 0,554 0,306916

member+m1+m2 78,2x10-3 6,84 0,684 0,467856

member+…+m4 91,7x10-3 7,20 0,720 0,5184

member+…+m6 105,3x10-3 7,42 0,742 0,550564

member+…+m8 119,1x10-3 7,69 0,769 0,591361

member+…+m10 133,3x10-3 8,05 0,805 0,648025

Sumber : Data hasil praktikum

60 70 80 90 100 110 120 130 1400

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.306916

0.4678560.5184

0.5505640.591361

0.648025

Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Massa Total dengan T²

mtotal (x10-3) (kg)

T²

(s²)

y =4,373x + 0,0829

a = 0,0828625328

b = 4,373324545

r = 0,9511693092

Y= 4,373x + 0,0829

K= 4 π2

B = 9,027

mpegas = ¿A . K

4 π2∨¿= 18x10-3 kg

Tabel 2. Data Percobaan 2

Xember = X0 = ( 0 ± 0,5x10-3) m ; g = 9,78 m/s²

Beban F= m.g

(N)

(x+±0,5.10-2)

(m)

(x-±0,5.10-2)

(m)

(<x>±

0,5.10-2)

(m)

(∆x= <x> -

x0) (m)

m1 0,0694 1,1 x10-2 1x10-2 1,05x10-2 1,05x10-2

m1+m2 0,0765 1,8 x10-2 1,9 x10-2 1,85 x10-2 1,85 x10-2

m1+…+m3 0,0816 2,8 x10-2 2,9 x10-2 2,85 x10-2 2,85 x10-2

m1+…+m4 0,0856 3,9 x10-2 3,8 x10-2 3,85 x10-2 3,85 x10-2

m1+…+m5 0,0912 4,5 x10-2 4,6 x10-2 4,55 x10-2 4,55 x10-2

m1+…+m6 0,1036 5,3 x10-2 5,6 x10-2 5,45 x10-2 5,45 x10-2

m1+…+m7 0,4723 6,3 x10-2 6,3x10-2 6,3x10-2 6,3x10-2

m1+…+m8 0,5389 7,3 x10-2 7,3x10-2 7,3x10-2 7,3x10-2

m1+…+m9 0,6064 8,3 x10-2 8,1 x10-2 8,2 x10-2 8,2 x10-2

m1+…+m10 0,6777 9,1 x10-2 9,1 x10-2 9,1 x10-2 9,1 x10-2

Sumber : Data hasil percobaan

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.05

1.85

2.85

3.854.55

5.45

6.3

7.3

8.2

9.1

Gambar 2. Grafik Hubuongan Antara F dengan <x>

F (N)

<X

> x

10ˉ

²± 0

,5 x

10ˉ

³ (m

)

y =0,094x + 0,024

a = 0,02403148667

b =0,09440969523

r = 0,8997046485

Y= 0,094x + 0,024

g = b̂ . K = 0,8521 m/s²

4.2 Pembahasan

Praktikum gerak harmonik sederhana ini dilakukan untuk

mengetahui percepatan gravitasi pada suatu benda lalu

membandingkannya dengan percepatan gravitasi pada literatur.

Seperti kita ketahui, percepatan gravitasi adalah suatu objek yang berada pada

permukaan laut dikatakan equivalen dengan 1g, yang didefinisikan memiliki nilai

9.80665 m/s2. Percepatan di tempat lain seharusnya dikoreksi dari nilai ini sesuai

dengan ketinggian dan juga pengaruh benda-benda bermassa besar di sekitarnya.

Pada praktikum kali ini digunakan nilai g = 9,78 m/s2.

Setelah dilakukan praktikum,didapatkan nilai K sebesar 9,0271.

Selain itu, didapatkan juga nilai massa efektif pegas sebesar 2,5 x

10-3. Sedangkan massa pegas sendiri adalah 18,9 x 10-3 kg.

Terjadi perbedaan yang tidak jauh antara massa efektif dan

massa pegas. Namun, didapatkan nilai percepatan gravitasi yang

cukup jauh dibandingkan nilai percepatan gravitasi literatur,

yaitu 0,77 m/s2. Nilai gravitasi yang didapatkan jauh lebih kecil disbanding nilai

gravitasi dalam literatur.

Hal tersebut dapat dialami karena terdapat beberapa faktor

kesalahan dalam menjalankan praktikum. Faktor - faktor tersebut

adalah kurangnya tingkat ketelitian praktikan, penghitungan

waktu dengan stopwatch yang masih kurang tepat, posisi

penggaris tidak stabil sehingga sering berubah posisi, dan

kesalahan kesalahan teknis, seperti ember beban tidak stabil

saat dilakukan percobaan.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Hal yang dapat disimpulkan dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut.

1. Hukum Hooke adalah hubungan antara gaya dan

pertambahan panjangnya.

2. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan diperoleh

hasil K sebesar 9,0271 N/m2.

3. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan diperoleh

hasil massa efektif sebesar 2,5 x 10-2 , dengan massa

pegas sebesar 18,9 x 10-3 kg.

4. Nilai percepatan gravitasi yang didapatkan melalui

praktikum sebesar g = 0,8521 m/s2 jauh lebih kecil

dibandingkan nilai percepatan gravitasi literatur

5.2 Saran

1. Sebaiknya saat mengukur perubahan skala yang terjadi

dilakukan seteliti mungkin agar memperoleh hasil yang

tepat.

2. Sebaiknya saat menggunakan stopwatch harus setepat

mungking karena ketepatan waktu sangat mempengaruhi

hasil akhir dari percobaan gerak harmonik sederhana.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001.Fisika, Edisi kelima. Jakarta: Erlangga

Kurniawan, Ade.2011. Terdapat pada :

http://blogcahfisika.blogspot.com/2011/02/download-buku-buku-fisika-

dasar-dan.html (diakses pada 27 November 2013 pukul 20.45 WIB)

Satriawan, Mirza . 2007. Fisika Dasar . Yogyakarta . Universitas Gadjah Mada

Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta :

Verawati, Adelina. 2009. Gerak Harmonik Sederhana. Terdapat pada :

http://adelina verawati.blogspot.com/2009/12/gerak-harmonik-

sederhana.html. (diakses pada 27 November 2013pukul 20.37 WIB)

Viridi, Sparisoma .2010. Fisika Dasar Universitas . Bandung . FMIPA ITB

Warsito, Adi. 2009.Gerak Harmonis. Terdapat pada :

http://adiwarsito.wordpress.com (diakses pada tanggal 27 November 2013,

pukul 20.54 WIB.)

Weisstein, Erik W. 2008.Percepatan Gravitasi. Terdapat pada :

Http//www.gogle.co.id/id&q=percepatan+gravitasi. (diakses pada tanggal

27 November 2013, pukul 20.40 WIB.)

Young, Hugh D.2002.Fisika Universitas, Edisi Kesepuluh. Jakarta : Erlangga

Zaida. 2005. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Bandung: Laboratorium Fisika