laporan fisdas 1 pegas
DESCRIPTION
laporan fisika dasar 1 tentang pengasTRANSCRIPT
PEGAS
Anita Dewi Permatasari, Dirfan Zabrian, Nurafrianah, Sulfianty*)
Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA
Universitas Negeri Makassar 2015
Abstrak. Telah dilakukan eksperimen yang berjudul gaya pegas. Eksperimen ini bertujuan
mempelajari hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas, menentukan besar
konstanta elastisitas sistem pegas. Eksperimen ini dilakukan dengan menggunakan alat dan bahan
berupa beban + penggantung, Neraca ohauss 2610, pegas, statif + klem , dan mistar 100 cm.
Prinsip kerja kegiatan 1 adalah mengetahui hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan
panjang pegas dengan di ubahnya massa yang digantungkan hingga mencapai 7 beban. Kegiatan 2
terbagi menjadi dua yaitu untuk susunan seri dan paralel. Setelah dirangkai seperti susunannya,
kemudian pegas ditambahkan beban satu-persatu hingga mencapai 7 beban.Setelah dianalisis, hasil
yang kami dapatkan adalah untuk kegiatan 1 k =| |N.m-1
dan k =| |N.m-
1, sedangkan untuk kegiatan 2 yaitu, k = | | = | |N.m
-1 dan k = | | =
| |N.m-1
, Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa faktor yang mempengaruhi gaya
pegas ialah berbanding lurus dengan massa dan pertambahan panjang.
Kata Kunci : Paralel, Pegas, Seri
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang
pegas?
2. Bagaimana cara menentukan konstanta elastisitas sistem pegas?
TUJUAN
1. Mempelajari hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang
pegas
2. Menentukan besar konstanta elastisitas system pegas
TEORI SINGKAT
Tinjau sebuah pegas tergantung vertikal yang digantungi beban massa pada ujung
bagian bawah seperti pada Gambar 8.1 berikut:
Gambar 8.1. Pengaruh gaya pada pegas
Posisi pegas sebelum ditarik atau ditekan oleh beban massa berada pada titik
kesetimbangan. Apabila pegas ditarik ke bawah dengan simpangan sebesar x kemudian
dilepaskan, maka pegas akan bergerak naik – turun di sekitar titik kesetimbangannya
secara berulang (periodik) selama simpangan tidak terlalu besar. Dengan kata lain, pegas
melakukan getaran. Getaran ini disebut gerak harmonis sederhana. Pegas dapat
melakukan gerak harmonik sederhana karena adanya gaya pegas yang berfungsi sebagai
gaya pemulih yang selalu melawan arah simpangan. Besarnya gaya pemulih ini
dinyatakan sebagai hukum Hooke :
F = - kx ………………………………….[8.1]
Susunan pegas terbagi dua, yaitu
1. RangkaianPegasSeri
Jika rangkaian seri maka konstanta pegas totalnya adalah
Gambar 8.2. Nilai k pada rangkaian pegas seri
jika ada n pegas identik (konstanta k) maka rumus Konstanta totalnya adalah
………………………. [8.3]
Posisi
kesetimbangan x
x
2. Rangkaian Pegas Pararel
Jika rangkaian pegas pararel maka total konstantanya sama dengan jumlah
seluruh konstanta pegas yang disusun pararel
Gambar 8.3. Nilai k pada rangkaian pegas pararel
kp = k1 + k2 + … + kn …………………………………..[8.4]
METODE EKSPERIMEN
Alat dan Bahan
1. Alat
a. Neraca Ohauss 311 gram 1 buah
b. Pegas 2 buah
c. Statif + klem 1 buah
d. Mistar 100 cm 1 buah
e. Penggantung 2 buah
2. Bahan
a. Beban 7 buah
Identifikasi Variable
Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas
Variabel Kontrol : Panjang awal pegas (cm)
Variabel Manipulasi : Massa (gram)
Variabel Respon : Pertambahan panjang pegas (cm)
Kegiatan 2. Menentukan konstanta pegas dari sistem pegas
Variabel Kontrol : Panjang awal pegas (cm)
Variabel Manipulasi : Massa (gram)
Variabel Respon : Pertambahan panjang pegas (cm)
Definisi Operasional Variabel
Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan Panjang awal
pegas adalah panjang awal pegas setelah ditambahkan beban pertama yang
dinyatakan sebagai lo dan dihitung dengan menggunakan mistar dengan satuan cm.
Massa dihitung dengan menggunakan Neraca Ohauss dengan satuan gram.
Pertambahan panjang pegas adalah pertambahan panjang pegas setelah ditambahkan
beban. Pertambahan panjang pegas diukur menggunakan mistar dengan satuan cm.
Kegiatan 2. Menentukan konstanta pegas dari sistem pegas. Panjang awal pegas
adalah panjang awal pegas setelah ditambahkan beban pertama yang dinyatakan
sebagai lo dan dihitung dengan menggunakan mistar dengan satuan cm. Massa
dihitung dengan menggunakan Neraca Ohauss dengan satuan gram. Pertambahan
panjang pegas adalah pertambahan panjang pegas setelah ditambahkan beban.
Pertambahan panjang pegas diukur menggunakan mistar dengan satuan cm.
Prosedur Kerja
Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas
Dirakit statif esuai dengan gambar. Balok pendukung dipasang pada batang statif.
Jepitan penahan dipasang pada balok pendukung, kemudian satu pegas spiral
digantungkan.Massa beban diukur dan 1 beban digantungkan pada pegas (Fo).
Panjang awal (lo) pegas diukur dan haslinya dicatat pada tabel.Ditambahkan 1 beban
dan panjang pegasnya (l) diukur. Hasil pengamatan dicatat ke dalam tabel. Langkah
ke-3 diulangi dengan setiap kali ditambahkan 1 beban agar tabel dilengkapi.
Kegiatan 2. Menentukan konstanta pegas dari sistem pegas.
Susunan Seri
Statif dirakit seperti pada kegiatan 1.Dua pegas yang identik sama disusun
dengan susunan seri kemudian dipasangkan pada statif. Panjang awal pegas diukur
dan dinyatakan sebagai lo. Satu beban digantungkan pada ujung pegas dan panjang
pegas diukur dan dinyatakan sebagai l. Haslinya dicatat di dalam tabel pengamatan.
Beban ditambahkan kemudian pertambahan panjangnya diukur minimal 5 kali,
haslinya dicatat dalam tabel pengamatan.
Susunan Paralel
Statif dirakit seperti pada kegiatan 1. Dua pegas yang identik sama
disusun dengan susunan paralel kemudian dipasangkan pada statif. Panjang awal
pegas diukur dan dinyatakan sebagai lo. Satu beban digantungkan pada ujung
pegas dan panjang pegas diukur dan dinyatakan sebagai l. Haslinya dicatat di
dalam tabel pengamatan. Beban ditambahkan kemudian pertambahan panjangnya
diukur minimal 5 kali, haslinya dicatat dalam tabel pengamatan.
HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
1. Hasil Pengamatan
Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas
Panjang awal pegas 1 = | | Panjang awal pegas 2 = | |
Tabel 1. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas
Pegas 1 Pegas 2
Kegiatan 2. Menentukan konstanta pegas dari sistem pegas.
Susunan Seri
Panjang awal pegas = | |
Massa beban
(gram) Panjang akhir (cm)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
Massa beban
(gram) Panjang akhir (cm)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
Tabel 2. Hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas
Massa Benda (gram) Panjang Akhir (cm)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
Susunan Paralel
Panjang awal pegas = | |
Tabel 3. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas
Massa Benda (gram) Panjang Akhir (cm)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
Analisis Data
kg
Gaya
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Konstanta pegas
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
Kegiatan 1
Pegas 1
Tabel 4. Hubungan antara Massa Beban (kg) dan Gaya (N)
Massa Beban (kg) Gaya (N)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
0.013, 0.3
0.041, 0.5
0.071, 0.7
0.099, 0.9
0.129, 1.1
0.164, 1.3
0.196, 1.5 y = 6.5563x + 0.2322 R² = 0.9987
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
F(N
)
∆x (m)
Grafik Hubungan Antara Gaya Pegas 1 F1 Dengan Pertambahan Panjang Pegas 1 Δx1
Panjang Awal Pegas 1 = | | = | | m
Tabel 5. Hasil panjang akhir (m) serta pertambahan panjang (m) pada pegas 1
Panjang Akhir (m) Pertambahan Panjang (m)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
`| | | |
Gambar 2.2. Grafik hubungan antara Gaya pegas 1 dan pertambahan panjang pegas
⁄
⁄
| | | | ⁄
Pegas 2
Panjang awal pegas 2 = | | = | |
Tabel 3. Hasil Panjang Akhir (m) Dan Pertambahan Panjang Δx (m) Pada Pegas 2
Panjang akhir (m) Pertambahan panjang Δx (m)
1. | | 1. | |
0.155, 0.3
0.175, 0.5
0.207, 0.7
0.235, 0.9
0.267, 1.1
0.3, 1.3
0.333, 1.5 y = 6.6111x - 0.6791
R² = 0.9964
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
F (N
)
X
F ( N )
2. | | 2. | |
3. | | 3. | |
| | | |
| | | |
6. | | 6. | |
7. | | 7. | |
Gambar 2.3. Grafik hubungan antara Gaya pegas 2 dan pertambahan panjang pegas
⁄
⁄
| | | | ⁄
Kegiatan 2. Menentukan Konstanta pegas dari sistem pegas
Tabel 7. Hubungan antara Massa Beban (kg) dan Gaya (N)
Massa Beban (kg) Gaya (N)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
0.049, 0.3
0.098, 0.5
0.159, 0.7
0.223, 0.9 0.292, 1.1
0.361, 1.3 0.42, 1.5
y = 3.1538x + 0.1782 R² = 0.998
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
F (N
)
Δx (m)
Susunan seri
Panjang Awal Pegas = | | cm = | | m
Tabel 7. Hasil panjang akhir (m) serta pertambahan panjang (m) pada seri pegas
Panjang Akhir (m) Pertambahan Panjang (m)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
Gambar 1.7. Grafik hubungan antara Gaya Pegas dan Pertambahan Panjang pada Seri Pegas
⁄
⁄
| | | | ⁄
Susunan Paralel
Panjang Awal Pegas = | | cm = | | m
Tabel 7. Hasil panjang akhir (m) serta pertambahan panjang (m) pada Paralel Pegas
Panjang Akhir (m) Pertambahan Panjang (m)
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
0.003, 0.3
0.0125, 0.5
0.0235, 0.7
0.037, 0.9
0.0485, 1.1
0.0665, 1.3
0.0835, 1.5 y = 14.776x + 0.3206
R² = 0.9882
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
F (N
)
∆x (m)
Grafik Hubungan antara Gaya F(N) dan ∆x (m) pada Paralel Pegas
| | | |
| | | |
| | | |
Gambar 1.8. Grafik hubungan antara Gaya Pegas dan Pertambahan Panjang pada Paralel
Pegas
⁄
⁄
| | | | ⁄
Besar Konstanta secara Teori :
Susunan Seri
⁄ ⁄
⁄ ⁄
⁄
⁄ ⁄
Susunan Paralel
⁄ ⁄ ⁄
Perbandingan konstanta yang diperoleh dan yang secara teori :
Perbandingan Konstanta Pegas Seri Konstanta Pegas Paralel
Nilai yang diperoleh dari
grafik ⁄ ⁄
Nilai yang diperoleh dari
teori ⁄ ⁄
PEMBAHASAN
Pada percobaan kali ini yaitu mengetahui grafik hubungan pegas dengan
pertambahanpanjang dengan menghitung massa beban, pertambahan panjang pegas .
Pertama yang harus di lakukan adalah mengukur massa beban yang akan digantungkan ke
penggantung. Sambil mengukur massa beban, dilakukan juga mengukur panjang awal
pegas. Kemudian menambahkan beban dan mengukur pertambahan panjang pegas.
Pada Kegiatan 1 sesuai dengan tujuan pertama yaitu menganalisis grafik hubungan
antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pada pegas itu sendiri, praktikan
melakukan pengukuran panjang awal pegas dan pertambahan panjang pegas dengan 7
beban yang dimasukkan satu-persatu, kemudian mencatat hasil pengukuran panjang pegas
setiap ditambahkan beban. Selanjutnya praktikan menganalisis data yang didapatkan
untuk Pegas 1 dan Pegas 2 untuk dibuatkan grafik. Grafik yang telah dibuat menghasilkan
sebuah persamaan Y, untuk pegas 1 yaitu y = 6.5563x + 0.2322 sehingga hasil yang
didapatkan adalah k1 = | | = | | ⁄ dan untuk pegas 2 yaitu y
= 6.6111x - 0.6791 sehingga hasil yang didapatkan k2 = | | = |
| ⁄ .
Kegiatan 2 praktikan menyusun pegas secara seri dan paralel kemudian mengukur
panjang awal dan pertambahan panjang pegas setiap ditambahkan beban satu per satu
dalam 7 beban yang digunakan. Pada percobaan seri kita menambahkan panjang pegas 1
dengan panjang pegas 2, sedangkan pada percobaan pararel kita menambahkan pegas 1
dan pegas 2 kemudian membagi 2 hasil pengukuran panjangnya, baik baik panjang awal
maupun akhir. Dan untuk ketidakpastian pengukuran panjang pada rangkaian pararel itu
dikali dengan 2 karena beban yang kita gunakan dalam percobaan ada 2 yang dibagi 2.
Selanjutnya data yang kita analisis dibuatkan grafik hubungan antara gaya dan
pertambahan panjang, sehingga diperoleh persamaan Y. Untuk susunan seri
sehingga diperoleh | | | | ⁄ dan
untuk susunan paralel y = 14.776x + 0.3206 sehingga diperoleh | |
| | ⁄ . Kemudian pada analisis data, praktikan membandingkan nilai
ksdan kp untuk terori dan hasil praktikum. Didapatkan hasil ksdan kp pada teori adalah ks =
⁄ dan kp = ⁄ . Sedangkan pada hasil praktikum nilai ks =
⁄ dan kp= ⁄ .
Perbedaan harga ksdan kp pada hasil perhitungan dengan teori dan hasil praktikum
disebabkan oleh kurang telitinya praktikan dalam mengukur panjang awal dan
pertambahan panjang pegas.
Selain kurang telitinya praktikan dalam mengukur panjang awal dan pertambahan
panjang pegas, ada beberapa hal lain yang menjadi implikasi pada percobaan ini. Faktor
yang pertama alat yang sudah berumur cukup lama dan agak rusak (pegas yang berkarat)
sehingga tidak bekerja baik pada saat percobaan.
SIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat di ambil pada eksperimen di atas adalah sebagai
berikut : Gaya pegas adalah gaya lenting pulih yaitu gaya untuk kembali ke keadaan semula,
gaya ini ditimbulkan oleh benda lentur yang mengalamipemampatan maupun perenggangan,
benda-benda yang memiliki gaya pegas misalnya per, busur panah, dan karet. semakin besar
gaya beban yang diberikan, semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan pegas untuk
mencapai lima kali ke atas ke bawah.menurut hukum Hooke bila sebuah pegas mengalami
perubahan panjang yang dikarenakan oleh gaya dari luar, melakukan gaya pegas yang
sebanding dengan perubahan panjang pegas dan konstanta pegas. Pegas ini dapat
menghasilkan gerak bolak-balik yang selaras. Faktor yang mempengaruhi gaya pegas ialah
berbanding lurus dengan gaya pegas dan berbanding terbalik dengan pertambahan panjang
pegas. Adapun gaya pegas didapatkan dari hasil massa beban dikali percepatan
gravitasi.Besar konstanta elastisitas sistem pegas bergantung pada jenis susunan pegas. Jika
susunan pegas seri, maka
. Jika susunan pegas paralel, maka kp = k1
+ k2 + .... + kn. dengan membandingkan hasil perhitungan teori dSengan praktikum, maka
didapatkan hasil ksdan kp pada teori adalah ks = ⁄ dan kp = ⁄ .
Sedangkan pada hasil praktikum harga ks = ⁄ dan kp= ⁄ .
REFESENSI
Laboratorium Fisika Dasar FMIPA UNM.2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar
Makassar.