LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

MODUL 5

GERAK HARMONIK SEDERHANA

Nama : Nova Nurfauziawati

NPM : 240210100003

Tanggal / jam : 11 November 2010 / 13.00-15.00 WIB

Asisten : Dicky Maulana

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

JATINANGOR

2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan ini begitu banyak benda yang mengalami berbagai

gaya yang tidak sedikit kemungkinan menyebabkan benda tersebut bergetar

atau berosilasi, seperti senar gitar yang dipetik, garpu tala yang digetarkan,

roda penyeimbang pada jam tua ketika jam berdentang, laba-laba mendeteksi

mangsanya dari getaran sarangnya, mobil berosilasi ke atas dan ke bawah

ketika menabrak sesuatu, bangunan dan jembatan bergetar ketika truk yang

berat berlalu di atasnya atau ketika angin bertiup cukup kencang, sebuah

benda di ujung pegas, dan hal-hal lain sebagainya yang serupa.

Pada beberapa bahasan mengenai gaya, benda yang mengalami gaya

dianggap tidak mengalami perubahan bentuk. Pada kenyataannya setiap benda

akan mengalami perubahan bentuk ketika diberi gaya seperti halnya pada

waktu pegas ditarik dengan gaya F, pegas mengadakan gaya yang besarnya

sama dengan gaya yang menarik, tetapi arahnya berlawanan (Faksi = -

Freaksi). Maka gaya ini dapat dikatakan sebagai gaya pegas. Hukum Hooke

menyatakan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dan

pertambahan panjang pegas x pada daerah elastis pegas. Setiap sistem yang

memenuhi hukum Hooke akan bergetar dengan cara yang unik dan sederhana.

Ketika kita melihat gagang telepon yang terlepas lalu tergantung maka

gagang telepon tersebut akan melakukan sebuah gerakan. Jika kita perhatikan

gerakannya, gagang telepon tersebut akan mengalami gerak yang berbeda

dengan gerak lurus ataupun gerak melingkar. Gerak 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

1.2.1 Mengungkapkan Hukum Hooke.

1.2.2 Menyelesaikan soal-soal gerak harmonik sederhana.

1.2.3 Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan

melaksanakan percobaan ayunan pegas yang dibebani.

1.2.4 Menentukan percepatan gravitasi dengan mengukur perpanjangan

pegas yang dibebani.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gerak Harmonik Sederhana

Gerak harmonik sederhana yang selanjutnya disingkat GHS adalah gerak

bolak-balik suatu benda di sekitar titik keseimbangan. Gerak Harmonik

Sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan

digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu. Gerak periodik

adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval

waktu tetap. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian,

yaitu : Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam

silinder gas, gerak osilasi air raksa/air dalam pipa U, gerak horizontal/vertikal

dari pegas, dan sebagainya. Sementara, Gerak Harmonik Sederhana (GHS)

Angular, misalnya gerak bandul/bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan

sebagainya. Beberapa contoh gerak pada harmonik pada benda adalah sebagai

berikut, Gerak harmonik pada bandul: Sebuah bandul adalah massa (m) yang

digantungkan pada salah satu ujung tali dengan panjang l meter dan membuat

simpangan dengan sudut kecil. Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi

kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu dan panjang busur adalah

kesetimbangan gayanya. Bila amplitudo getaran tidak kecil namun tidak

harmonik sederhana sehingga periode mengalami ketergantungan pada

amplitudo dan dinyatakan dalam amplitudo sudut.

Gerak harmonik pada pegas: Sistem pegas adalah sebuah pegas dengan

konstanta pegas (k) dan diberi massa pada ujungnya dan diberi simpangan

sehingga membentuk gerak harmonik. Gaya yang berpengaruh pada sistem

pegas adalah gaya Hooke. Gaya yang bekerja pada pegas yang ditarik atau

ditekan disebut gaya pemulih (restoring force).

Apabila gaya tarik yang diberikan pada pegas tidak menyebabkan pegas

mengalami deformasi plastis atau tidak melewati batas elastisitasnya,

besarnya gaya pemulih akan berbanding lurus dengan pertambahan panjang

pegas atau jarak benda ke kondisi keseimbangannya. Secara matematis, gaya

pemulih F pada pegas dirumuskan:

F = -kx

dengan F = gaya pemulih (N), x = jarak benda ke kondisi keseimbangan (m),

dan k = konstanta pegas (N/m). Tanda minus pada persamaan di atas dipakai

untuk menunjukkan bahwa gaya pemulih memiliki arah yang selalu

berlawanan dengan arah gerakan. Jarak x bernilai bernilai positif bila pegas

ditarik tetapi gaya pemulih akan mengarah ke kiri (negatif) dan jarak x

bernilai negatif bila pegas ditekan, tetapi gaya pemulih akan mengarah ke

kanan (positif).

Gerak harmonik sederhana mempunyai beberapa besaran yang saling

terkait. Untuk memahami arti besaran tersebut kita dapat memperhatikan

gerak tanpa gesekan yang dilakukan oleh sebuah benda pada ujung sebuah

pegas.

(a) F maksimum dan v = 0

(c) F = 0 dan v berharga maksimum dalam arah negatif (ke kiri)

(e) F = maksimum dan v = 0

(g) F = 0 dan v berharga maksimum dalam arah positif (ke kanan)

Gambar 2.1. Getaran pada pegas horizontal

Pada gambar 2.1 (a), balok kayu dengan massa m ditarik sejauh Δx

sehingga posisinya mencapai x = A, kemudian balok dilepaskan. Pada saat

dilepas, pada benda bekerja gaya pemulih (F), sementara kecepatan benda =

0. Gaya pemullih ini akan menarik balok untuk kembali ke kondisi

keseimbangan. Setelah dilepas, gaya pemulih akan menyebabkan balok

dipercepat sehingga mencapai kecepatan maksimum di titik keseimbangan,

dan gaya pemulih akan berkurang besarnya dan bernilai nol pada titik

keseimbangan (gambar 2.1.b). Pada saat melewati titik keseimbangan balok

mengalami percepatan sehingga balok akan terus bergerak ke kiri dan

menekan pegas. Akibatnya timbul gaya perlawanan pada pegas dan gaya ini

memperlambat balok sehingga benda berhenti pada x = -A (gambar 2.1.c).

Pada titik ini, gaya pemulih akan bernilai maksimum dan menyebabkan balok

kembali bergerak ke titik keseimbangan dengan arah yang berlawanan

(gambar 2.1.d) dan balok akhirnya kembali mencapai titik awal gerak

(gambar 2.1.e). Selanjutnya, balok mengulangi gerakan secara periodik.

Gerak dari posisi x = A menuju x = -A dan kembali ke x = A disebut satu

getaran. Berdasarkan gerakan benda pada gambar 1 dapat diketahui beberapa

besaran yang terkait dengan gerak harmonik pada pegas, yaitu simpangan (x),

amplitudo (A), periode (T) dan frekuensi (f ).

(i) F = maksimum dan v = 0

Persamaan gerak harmonik sederhana yang meliputi persamaan

simpangan, kecepatan dan percepatan dapat diperoleh dengan cara

memodifikasi persamaan gaya pemulih F = -kx. Dengan menerapkan hukum

II Newton dapat diperoleh persamaan simpangan, dan persamaan kecepatan

dengan cara mendiferensiasi persamaan simpangan. Demikian dengan

persamaan percepatan diperoleh dengan mendiferensiasi persamaan

kecepatan.

Persamaan gaya pemulih untuk gerak benda pada ujung sebuah pegas

adalah F = -kx atau ma = -kx. Sementara itu,

a = 푑2푥푑푡2

sehingga diperoleh persamaan

2

2

dtxdm + kx = 푑

2푥푑푡2 + 푘m x = 0

Bila persamaan diferensial ini diselesaikan maka akan diperoleh solusi

sebagai berikut:

x = A sin 푘푚 푡 + 휃₀

dengan A dan 휃₀ adalah tetapan yang dapat dipilih sembarang.

Apabila harga 푘푚 ditulis sebagai ω (kecepatan sudut), persamaan di atas

dapat ditulis menjadi

x = A sin (ωt + 휃₀ )

Persamaan di atas merupakan persamaan simpangan untuk gerak

harmonik. Dapat kita lihat bahwa simpangan merupakan fungsi sinus

terhadap waktu. Maka persamaan di atas dapat pula ditulis sebagai

x = A sin 2πT t + 휃₀

atau

x = A sin (2π푓t + 휃₀ )

dengan x = simpangan (m), t = waktu tempuh (s), f = frekuansi (Hertz), A =

amplitudo (m), T = periode (s) dan 휃₀ = sudut awal pada saat t = 0.

Persamaan kecepatan gerak harmonik sederhana dapat diperoleh dengan

mendiferensiasi persamaan simpangannya.

x = A sin (ωt + 휃₀ ) ; v = 푑푥푑푡

v = ω A cos (ωt + 휃₀ )

Dapat terlihat bahwa kecepatan gerak harmonik sederhana berubah

terhadap waktu dan persamaannya berbentuk gungsi kosinus.

Persamaan percepatan gerak harmonik sederhana dapat diperoleh dengan

mendiferensiasi pwesamaan kecepatannya.

v = ω A cos (ωt + 휃₀ ) ; a = 푑푣푑푡

a = - ω2 A sin (ωt + 휃₀ )

a = - ω2 x

Dapat terlihat pula bahwa percepatan gerak harmonik sederhana berubah

terhadap waktu dan persamaannya berbentuk fungsi sinus. Fungsi sinus dan

kosinus mempunyai nilai antara +1 dan -1 sehingga simpangan akan bernilai

maksimum dan minimum sebesar +A dan –A.

Kecepatan mempunyai nilai maksimum sebesar ωA sedangkan

percepatan mempunyai nilai maksimum + ω2A. Pada saat t=0 maka

simpangan bernilai nol, kecepatan mempunyai nilai maksimum v maks= ωA

dan percepatan bernilao nil. Pada saat simpangan bernilai maksimum (A),

kecepatan bernilai nol dan percepatan mencapai nilai maksimum (amaks) =

ω2A.

Apabila nilai kecepatan maksimum dimasukkan ke dalam persamaan

v = ω A cos (ωt + 휃₀ ) maka akan diperoleh persamaan berikut:

v = vmaks cos (ωt + 휃₀)

dan apabila nilai percepatan maksimum dimasukkan ke dalam peersamaan

a = - ω2 A sin (ωt + 휃₀ ) maka akan diperoleh persamaan berikut:

a = amaks (ωt + 휃₀ )

2.2 Periode

Periode merupakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gerakan

penuh. Persamaan periode untuk pegas dapat diperoleh dengan cara

mengkaitkannya dengan massa (m) dan konstata pegas (k). Dengan

memperhatikan gaya pemulih pada pegas F = -kx atau ma = -kx dan a = - ω2x,

diperoleh

-m ω2x = -kx

ω2 = 푘푚 ; ω = 푘푚 ; ω = 2휋푇

sehingga diperoleh persamaan periode getar (T), yaitu

2휋푇 = 푘

푚

T = 2π 푘푚

2.3 Frekuensi

Frekuensi merupakan banyaknya getaran yang terjasi dalam waktu satu

detik. Persamaan periode untuk pegas dapat diperoleh dengan cara

mengkaitkannya dengan massa (m) dan konstata pegas (k). Dengan

memperhatikan gaya pemulih pada pegas F = -kx atau ma = -kx dan a = - ω2x,

diperoleh

-m ω2x = -kx

ω2 = 푘푚 ; ω = 푘푚 ; ω = 2휋푇

T = 2π 푘푚

Karena hubungan periode dan frekuensi berbanding terbalik, maka

persamaan frekuens getar 푓 = 1푇 adalah sebagai berikut:

f = ퟏퟐ흅풌풎

2.4 Hukum Hooke

Hubungan antara tegangan dan regangan erat kaitannya dalam teori

elastisistas. Apabila hubungan antara tegangan dan regangan dilukiskan

dalam bentuk grafik, dapat diketahui bahwa diagram tegangan-regangan

berbeda-beda bentuknya menurut jenis bahannnya. Hal ini membuktikan

bahwa keelastisitasan benda dipengaruhi bahan dari bendanya. Dapat kita

ambil contoh grafik keelastisitasan suatu logam kenyal.

Tega

ngan

Regangan

Pada bagian awal kurva, tegangan dan regangan bersifat proporsional

sampai titik a tercapai. Hubungan proporsional antara tegangan dan regangan

dalam daerah ini sesuai dengan Hukum Hooke.

Dikutip dari buku Fisika untuk SMA Kelas XI (Marthen Kanginan :

2004), hukum Hooke dinamakan sesuai dengan nama pencetusnya yaitu

Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan untuk membangun kembali

gedung-gedung di London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666.

Beliau menyatakan bahwa:

“Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka

pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya

tariknya.”

Pernyataan tersebut di atas dikenal dengan nama hukum Hooke, dan

dapat ditulis melalui persamaan:

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Statip

3.1.2 Skala pelengkap statif

3.1.3 Pegas spiral

3.1.4 Tabung tempat menaruh beban

3.1.5 Beban tambahan

3.1.6 Stopwatch

3.1.7 kertas grafik

3.2 Prosedur

3.2.1 Menyiapkan alat-alat yang diperlukan.

3.2.2 Mengaitkan pegas spiral pada statif.

3.2.3 Mengaitkan tabung tempat menaruh beban pada pegas yang telah

terpasang pada statif.

3.2.4 Memasang skala pelengkap statif pada statif dengan ujung tabung

tempat menaruh beban menunjukkan skala 0 pada skala tersebut.

3.2.5 Meregangkan pegas dengan menarik tabung tempat menaruh beban

sejajar, lalu lepaskan.

3.2.6 Menghitung waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 10 getaran.

3.2.7 Mencatat hasil pengamatan.

3.2.8 Memasukkan beban 1 dan 2 ke dalam tabung tempat menaruh beban,

lalu meregangkan pegas dengan menarik tabung tempat menaruh

beban tersebut sekitar 2 cm, kemudian melepaskannya.

3.2.9 Menghitung waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 10 getaran.

3.2.10 Mencatat hasil pengamatannya.

3.2.11 Melakukan percobaan yang sama untuk langkah 3.2.8 sampai dengan

3.2.10 dengan menambahkan dua buah beban setiap kali percobaan

hingga 10 beban yang masuk ke dalam tabung tempat menaruh beban.

3.2.12 Mengeluarkan semua beban pada tabung tempat menaruh beban.

3.2.13 Mengolah data yang diperoleh sesuai dengan tabel data yang tersedia.

3.2.14 Membuat grafik antara T2 terhadap massa total beban yang digunakan.

3.2.15 Menentukan nilai rata-rata tetapan pegas dari grafik.

3.2.16 Menentukan massa efektif pegas.

3.2.17 Mengatur skala sedemikian rupa hingga jarum menunjuk pada bagian

skala itu. Kemudian mencatat secara berturut-turut penunjukkan jarum

ketika tabung masih kosong.

3.2.18 Memasukkan beban 1 pada tabung tersebut, lalu mengamati

pergerakannya dan melihat angka yang ditunjuk ujung tabung pada

skala pelengkap statif.

3.2.19 Mencatat hasil pengamatan.

3.2.20 Memasukkan beban ke-2 hingga beban ke-10 secara satu persatu lalu

mengamati pergerakannya dan melihat angka yang ditunjuk ujung

tabung pada skala pelengkap statif.

3.2.21 Mencatat hasil setiap pengamatan.

3.2.22 Mengurangi beban satu persatu hingga tabung kosong, mengamati

pergerakannya dan melihat angka yang ditunjuk ujung tabung pada

skala pelengkap statif.

3.2.23 Mencatat hasil pengamatan.

3.2.24 Mengolah data dengan melengkapi tabel yang tersedia.

3.2.25 Membuat grafik antara simpangan dengan massa beban.

3.2.26 Menentukan nilai percepatan gravitasi dari grafik tersebut.

3.2.27 Membandingkan percepatan gravitasi tersebut dengan literatur yang

ada (percepatan gravitasi di Bandung 9,78 ms-2).

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Data: mpegas = 5,63 x 10-3 kg member = 64,57 x 10-3

m1 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m2 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m3 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m4 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m5 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m6 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg

m7 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m8 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m9 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg m10 = 5 x 10-3 ± 5 x 10-4 kg

Tabel 1

Beban m ± ...

(kg)

T (10) ± ...

(s)

T = t/10

(s)

T2

(s2)

member 64,57 x10-3 6,33 0,633 0,400689

member + m1 + m2 74,57 x 10-3 6,78 0,678 0,459684

member 84,57 x 10-3 7,41 0,741 0,549081

member 94,57 x 10-3 7,85 0,785 0,616225

member 104,57 x 10-3 8,29 0,829 0,687241

member 114,57 x 10-3 8,94 0,894 0,779236

Grafik T² terhadap mtotal

y = 0,075x + 0,317R² = 0,996

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

64,57 x10-3 74,57 x 10-3 84,57 x 10-3 94,57 x 10-3 104,57 x 10-3 114,57 x 10-3

T2

m

Grafik T2 terhadap mtotal

T2

Linear (T2)

Dengan perhitungan kalkulator didapatkan nilai dari y = a+ bx dan r,

sebagai berikut :

a = -0,116

b = 7,836

r = 0,996

maka diperoleh lah nilai rata-rata tetapan pegas

K = 4휋2

푏 = 4 (3,142)7,836 = 5,033 Nm-1

a) mpegas = a.K4휋2 = −0,116 (5,033)

4 (3,142) = 0,148 kg

b) Teori massa efektif lebih kecil dari massa sebenarnya.

c) Hasil praktikum massa efektif lebih kecil dari massa sebenarnya.

Tabel 2

X (ember) = X0 = 4,5 x 10-2 m

Beban F = m.g

(N)

(X+ ± ...)

m

(X - ± ...)

m

(<X> ± ...)

m

(ΔX=<X>-X0)

m

m1 0,0489 5,5 x 10-2 5,0 x 10-2 5,25 x 10-2 0,75 x 10-2

m1+m2 0,0978 6,5 x 10-2 6,3 x 10-2 6,4 x 10-2 1,9 x 10-2

m1+m2+m3 0,1467 7,5 x 10-2 7,3 x 10-2 7,4 x 10-2 2,9 x 10-2

m1+...+ m4 0,1956 8,7 x 10-2 8,5 x 10-2 8,6 x 10-2 4,1 x 10-2

m1+...+ m5 0,2445 9,7 x 10-2 9,6 x 10-2 9,65 x 10-2 5,15 x 10-2

m1+...+ m6 0,2934 10,8 x 10-2 10,8 x 10-2 10,8 x 10-2 6,3 x 10-2

m1+...+ m7 0,3423 12,0 x 10-2 11,8 x 10-2 11,9 x 10-2 7,4 x 10-2

m1+...+ m8 0,3912 13,0 x 10-2 13,2 x 10-2 13,1 x 10-2 8,6 x 10-2

m1+...+ m9 0,4401 14,0 x 10-2 14,2 x 10-2 14,1 x 10-2 9,85 x 10-2

m1+...+ m10 0,4890 15,5 x 10-2 15,5 x 10-2 15,5 x 10-2 11 x 10-2

Grafik ΔX terhadap mbeban

Dengan perhitungan kalkulator didapatkan nilai dari y = a+ bx dan r,

sebagai berikut :

a = -0,045

b = 2,272

r = 0,999

maka diperoleh lah nilai nilai percepatan gravitasi melalui persamaan

kgb atau kbg

dengan b = nilai b kalkulator, k = tetapan pegas (N/m), g = percepatan

garvitasi (m/s2).

Perbandingan percepatan gravitasi dari hasil perhitungan dengan

percepatan gravitasi pada literatur yang ada.

Percepatan gravitasi melalui perhitungan: g = bk

= (2,272) (5,033)

= 11,434976 ms-2

Sedangkan percepatan gravitasi berdasarkan literatur adalah g = 9,78 ms-2 .

y = 0,011x - 0,004R² = 0,999

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

5 x 10-3

10 x 10-3

15 x 10-3

20 x 10-3

25 x 10-3

30 x 10-3

35 x 10-3

40 x 10-3

45 x 10-3

50 x 10-3

ΔX

m

Grafik ΔX terhadap mbeban

ΔX

Linear (ΔX)

4.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini pada dasarnya adalah untuk mengetahui

hubungan kuantitatif antara gaya yang dikerjakan pada pegas dengan

pertambahan panjangnya. Setiap panjang pegas ketika diberi gaya tarik

dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang. Dari data yang

diperoleh pada percobaan ini bahwa pertambahan panjang yang dipengaruhi

oleh massa beban yang tergantung secara vertikal dapat mempengaruhi besar

nilai periode (T) dan frekuensi (f) getaran benda pada pegas. Hal ini dapat

dibuktikan antara percobaan pertama saat tabung tempat menaruh beban

kosong dan saat tabung tersebut berisi sepuluh buah lempengan beban. Pada

saat tabung tersebut kosong periodenya adalah 0,633 sekon, sedangkan saat

tabung tersebut berisi 10 buah lempengan beban maka pariodenya berubah

menjadi 0,894 sekon. Hal ini disebabkan semakin besar berat beban yang

diberikan maka waktu yang dibutuhkan untuk satu getaran akan semakin

dibutuhkan waktu yang lama (besar) dan periodenya akan semakin besar pula,

sedangkan frekuensinya akan semakin kecil. Pertambahan panjang yang

dipengaruhi oleh massa beban yang tergantung secara vertikal berbanding

lurus dengan periode dan berbandingan terbalik dengan frekuensi.

Pada saat praktikum untuk menentukan periode dari pegas tersebut,

dilakukan perhitungan dengan cara mencatat waktu ketika pegas telah

bergetar selama sepuluh kali kemudian waktu yang dicatat tersebut di bagi

sepuluh. Hal ini dilakukan karena dengan mengamati sepuluh getaran

memberikan hasil yang lebih teliti dari pada satu getaran saja. Jika kita

mengamati hanya satu getaran saja maka kemungkinan kesalahannya relatif

besar.

Jika dituangkan ke dalam bentuk grafik antara periode kuadrat terhadap

perubahan panjang, maka akan didapatkan sebuah grafik yang berbentuk

garis linier. Dari grafik tersebut kita pun dapat memperoleh nilai tetapan

pegas. Melalui persamaan K = maka didapatlah tetapan pegas senilai

5,033 Nm-1.

Tetapan pegas (k) dipengaruhi oleh periode, frekuensi, dan massa beban.

Semakin besar nilai periode, maka nilai tetapan pegas akan semakin kecil.

Semakin besar nilai frekuensi, maka nilai tetapan pegas akan semakin besar

pula, sedangkan semakin besar nilai massa beban, maka nilai tetapan pegas

akan semakin besar. Hal ini disebabkan tetapan pegas berbanding lurus

dengan frekuensi dan massa beban, sedangkan berbanding terbalik dengan

periodenya. Namun, nilai tetapan pegas pada percobaan ini ditentukan

melalui perhitungan kalkulator yang telah dijelaskan pada bagian

perhitungan.

Massa efektif adalah massa yang mempengaruhi gerak pegas dengan

nilai sangat kecil. Nilai massa efektif pada percobaan ini ditentukan melalui

perhitungan kalkulator yang telah dijabarkan pada bagian perhitungan. Massa

efektif dipengaruhi oleh tetapan pegas dan nilai a kalkulator. Semakin besar

nilai dari tetapan pegas (k) dan nilai a kalkulator, maka semakin besar pula

nilai massa efektif tersebut. Dalam teorinya massa efektif akan selalu lebih

kecil dari massa sebenarnya. Perhitungan massa efektif melalui persamaan

mpegas = a.K4휋2 dalam percobaan ini didapatkan hasil yang sesuai dengan

teorinya yaitu massa efektif perhitungan lebih kecil dari massa sebenarnya

dengan nilai massa efektif perhitungan 0,148 kg dan nilai massa sebenarnya

5,63 x 10-3 kg.

Pertambahan massa beban yang diberikan mempengaruhi pertambahan

panjang (X) pegas. Hal ini disebabkan gaya yang diberikan terhadap pegas

semakin besar juga. Pengurangan beban akan menyebabkan timbulnya gaya

pemulih. Gaya pemulih adalah gaya yang bekerja pada gerak harmonik yang

selalu mengarah pada titik keseimbangan dan besarnya sebanding dengan

simpangannya.

Gravitasi bekerja pada benda bermassa yang dikaitkan pada ujung pegas.

Pegas akan meregang atau mengerut jika diberi gaya luar baik berupa sebuah

tarikan maupun sebuah dorongan. Akibatnya, walaupun tidak ditarik ke

bawah pegas dengan sendirinya akan meregang sejauh X0. Pada keadaan ini

benda yang digantungkan pada pegas berada pada posisi seimbang. Total

kedua gaya ini tidak sama dengan nol karena terdapat pertambahan jarak

sejauh x, sehingga gaya pegas bernilai lebih besar dari gaya berat. Karena

terdapat gaya pegas (gaya pemulih) yang berarah ke atas maka benda akan

bergerak ke atas menuju titik keseimbangan.

Nilai percepatan gravitasi (g) pada percobaan ini diperoleh melalui

persamaan g = kb, dengan k adalah konstanta pegas yang nilainya didapatkan

dari perhitungan sebelumnya dan b merupakan hasil perhitungan

menggunakan regresi linear pada kalkulator. Maka didapatkan nilai

percepatan gravitasi sebesar 11,434976 ms-2, nilai tersebut cukup mendekati

nilai percepatan gravitasi yang terdapat dalam literatur sebesar 9,78 ms-2. Jika

kita bandingkan, maka percepatan gravitasi hasil perhitungan lebih besar

daripada percapatan gravitasi pada literatur. Terjadinya hal tersebut dapat

disebabkan oleh kesalahan terhadap alat yang digunakan dalam praktikum

terutama pada pegas. Pegas yang digunakan mungkin sifat keelastisitasannya

sudah berkurang, sehingga ketika suatu gaya yang diberikan dihilangkan,

kemampuan untuk kembali ke keadaan semula sudah berkurang. Dalam

proses pengamatan, terjadi kesalahan dalam melihat skala yang dihasilkan.

Hal ini berdasarkan terhadap ketidakpastian dalam pengukuran, bahwa setiap

pengukuran terhadap suatu benda berpeluang terjadi kesalahan dalam

pembacaan skala sehingga menyebabkan data yang didapat menjadi kurang

akurat. Selain itu, Kesalahan dalam perhitungan juga dapat menjadi penyebab

dari hal ini.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak-balik suatu benda di

sekitar titik keseimbangan. Dalam gerak harmonik sederhana, ketika akan

menentukan periode dari sebuah pegas, mengamati sepuluh getaran akan

memberikan hasil yang lebih teliti dari pada satu getaran saja. Jika kita

mengamati hanya satu getaran saja maka kemungkinan kesalahannya relatif

besar.

Pegas sangat erat kaitannya dengan regangan, tegangan dan juga

keelastisitasan. Ketika berbicara tentang keelastisitasan maka akan terkait

dengan hukum Hooke yang berbunyi “Jika gaya tarik tidak melampaui batas

elastisitas pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus

(sebanding) dengan gaya tariknya.”

Tetapan pegas dapat diperoleh melalui persamaan K = 4휋2

푏 sedangkan

massa efektif pegas dapat diperoleh meaui persamaan mpegas = a.K4휋2 .

Berdasarkan teori, massa efektif pegas akan selalu lebih kecil daripada massa

sebenarnya, dalam percobaan ini didapatkan hasil yang sesuai dengan

teorinya yaitu massa efektif perhitungan lebih kecil dari massa sebenarnya

dengan nilai massa efektif perhitungan 0,148 kg dan nilai massa sebenarnya

5,63 x 10-3 kg.

Dengan mengukur perpanjangan pegas yang dibebani kita dapat

menentukan percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi yang diperoleh dari

hasil perhitungan pada saat praktikum ternyata lebih besar dari pada literatur

yang ada. Percepatan gravitasi hasil perhitungan adalah 11,434976 ms-2

sedangkan percepatan gravitasi pada literatur adalah 9,78 ms-2.

5.2 Saran

Peralatan yang akan digunakan untuk praktikum terutama pegas

hendaknya tidak bekas (baru) karena pegas yang terlalu sering digunakan

akan mengurangi keelastisitasannya sehingga data yang diperoleh kurang

akurat.

Selain itu, ketika praktikum hendaknya mengidentifikasikan tiap

kepingan beban berdasarkan massanya, dalam mengunakan kepingan beban

tersebut memperhatikan urutan berat beban agar memudahkan pengukuran.

Untuk mendapatkan data yang akurat, dalam membaca skala utama

dibutuhkan ketelitian. Serta pengolahan data dilakukan secara cermat dan

teliti.

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen.2004. Fisika untuk SMA Kelas XI. Bandung: Erlangga

Kanginan, Marthen.2005. Seribu Pena Fisika SMA untuk Kelas XI. Cimahi:

Erlangga

Umar, Efrizon. 2007. Fisika dan Kecakapan Hidup Pelajaran Fisika Untuk

SMA/MA. Jakarta: Ganeca Exact

Zaida. 2008. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Bandung: Fakultas Teknologi

Industri Pertanian Universitas Padjadjaran