Laporan Fisika
Getaran Pegas dan Getaran Harmonik
Disusun oleh:
Wiwid Septiyardi (29)
SMA N 1 Jetis Bantul Yogyakarta
Kata Pengantar
Assalamu allaikum wr.wb
Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan saya kemudahan beserta petunjuknya sehingga kami dapat dan mampu melakukan sebuah praktikum fisika untuk mengatahui konstanta pegas. Tidak lupa pula kami ucapkan banyak terimakasih kepada Ibu Daimah selaku guru pembimbing dalam melakukan sebuah praktikum tersebut.
Dengan melakukan praktikum tersebut kami lebih mengetahui percepatan gravitasi, selain itu kami lebih mengetahui pentingnya dan manfaat pegas dalam kehidupan sehari - hari. Dan sebuah laporan telah berhasil kami susun setelah melakukan pengamatan. Namun, kami minta maaf yang sebesar – besarnya apabila dalam susunan atau kata – kata dalam laporan ini yang kami gunakan kurang tepat. Akhir kata,
Wassalamu allaikum wr. Wb
BAB I
PENDAHULUAN
v Latar Belakang
Pegas sering kali kita mendengarkannya, tapi terkadang kita lupa dimana kita dapatkan getaran tersebut. Kalau kita perhatikan lebih detail, getaran pegas terdapat disekitar kehidupan kita. Suspensi sepada montor salah satu contoh dalam kehidupan sehari – hari.
Mungkin kita ketahui dimana saja getaran pegas itu erjadi tapi tidak mengetahui kenapa bisa seperti itu, reaksi apa yang terjadi, dan apa manfaatnya dalam hidup ini. Maka dari itu untuk mengetahui lebih jelasnya kita lakukan sebuah praktukum tentang getaran pegas ini.
v Tujuan
1) Menentukan konstanta pegas.
2) Menentukan percepatan gravitasi bumi berdasarkan getaran pegas.
v Rumusan masalah
1) Bagaimana cara menetukan konstanta pegas?
2) Berapakah percepatan gravitasi berdasarkan getaran pegas ?
BAB II
TINJAUAN PUSATAKA
v Dasar Teori
Hari/Tanggal : Minggu, 15 November 2009
Jam : 13.05
Situs : http://tiki-view_blog.php.htm
Getaran adalah gerakan relatif dari massa dan elastisitas benda yang berulang sendiri dalam interval waktu tertentu.
Frekuensi merupakan jumlah getaran yang dilakukan dalm waktu satu detik,satuannya Hertz (Hz) Sedangkan Periode adalah waktu total yang diperlukan untuk melakukan gerakan bolak-balik , satuannya (detik) . dengan hubungan : F=1/T dan T=1/F Gerak Harmonik Sederhana adalah gerakan sebuah partikel atau benda dimana grafik posisi partikel sebagai fungsi waktu berupa sinusoidal (dapat dinyatakan dalam bentuk sinus atau kosinus).
Simpangan (Perpindahan) (dalam arah x atau y) benda yang bergetar adalah jarak benda terhadap titik keseimbangan, yakni titik pusat lintasan getaran.Simpangan maksimum dinamkan Amplitudo (A)
Gaya Pemulih (Restoring Force) : agar getaran terjadi pada benda yang bergetar haruslah bekerja gaya pemulih , yakni gaya dengan arah sedemikian rupa hingga selalu mendorong atau menarik benda ke kedudukan keseimbangannya .Apabila benda yang terikat pada ujung pegas , maka dalam keadaan pegas diregangkan , gaya pemulih menarik kembali pegas ke kedudukan seimbangnya, (begitu juga sebaliknya)
Hukum Hooke Suatu sistem dikatakan memenuhi hukum Hooke apabila gaya pemulih sebanding dengan besar simpangan atau distorsi F = - KX Tanda negatif menunjukan gaya pemulih arahnya selalu berlawanan dengan simpangan Disini K adalah tetapan pegas (N/m) atau lb/ft , K disini menggambarkan kakunya sebuah pegas dan X merupakan panjang simpangan (m). Catatan : bila pegas ditekan maka X negatif
Energi Potensial Elastis dalah energi yang tersimpan dalam pegas Hooke apabila panjangnya berubah sebanyak x dari panjang keseimbangan . EP = ½ KX2 Dimana EP merupakan energi potensial (satuan Joule), X merupakan simpangan (m) Dan K merupakan konstanta pegas (N/m) Newton adalah satuan gaya yang dalam SI .satu Newton (1N) adalah gaya resultan yang memberi percepatan 1m/s2 pada massa 1 kg
Hukum ke 1 Newton jika gaya resultan pada benda adalah nol , maka vektor kecepatan benda tidak berubah.Benda yang mula-mula diam akan tetap diam , dan benda yang mula-mula bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan yang sama : ∑F = 0 Contoh : pada mobil yang bergerak tanpa percepatan (kecepatan konstan) ,dll. Hukum kesatu ini sering disebut hukum kelembaman (inertia law).
Hukum ke-2 Newton : Bila gaya resultan F yang bekerja pada suatu benda dengan massa m tidak sama dengan nol , maka benda tersebut mengalami percepatan kearah yang sama dengan gaya .Percepatan a berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda . dengan F dalam Newton , m dalam kilogram dan a dalam (m/detik2) ,perbandingan ini dapat ditulis :
a= F/m
atau F=ma
Hukum ke-3 Newton : Setiap gaya yang diadakan pada suatu benda , menimbulkan gaya lain yang sama besarnya dengan gaya yang tadi , namun berlawanan arah hokum ini dikenal dengan hukum aksi dan reaksi . perhatikan bahwa gaya reaksi ini dilakukan pada benda yang menyebabkan gaya .(gaya aksi dan reaksi bekerja pada benda yang berbeda)
Tegangan (stress) : suatu tegangan yang menyebabkan perubahan bentuk benda sama dengan besar gaya F yang diberikan kepada benda dibagi dengan luas penampang A tempat gaya tersebut bekerja .dengan satuan tegangan (N/m2) dan gaya F (N) serta luas penampang A (m2) .
Regangan (strain) : merupakan perubahan relatif dalam ukuran atau bentuk suatu benda karena pemakaian /pengaruh tegangan .regangan adalah suatu besaran yang tidak mempunyai dimensi . e = ∆L/L0
Dimana ∆l : merupakan perubahan panjang awal dan panjang akhir dan L0 : merupakan panjang awal . e merupakan regangan
Hubungan Stress dan Strain dalam pegas /per
Berhubungan dengan besarnya gaya tarik dan batas elastisitas suatu pegas terhadap gaya maksimum yang memungkinkan pegas tersebut tetap elastis.Tetapi jika gaya yang diberikan melampaui gaya maksimum maka pegas akan kehilangan sifat elastiknya. Jadi sesuai dengan Hukum Hooke bahwa jika besar gaya tarik tidak melampaui batas elastik pegas maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan besar gaya tariknya.
GETARAN OSILASI
GERAK OSILASI adalah variasi periodik - terhadap waktu - dari suatu hasil pengukuran, contohnya pada ayunan bandul. Istilah vibrasi sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walaupun sebenarnya vibrasi merujuk pada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis. Osilasi tidak hanya terjadi pada suatu sistem fisik,.Osilasi terbagi menjadi 2 yaitu osilasi harmonis sederhana dan osilasi harmonis kompleks. GERAK HARMONIK Gerak Harmonik terdiri atas : 1. Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Gerak harmonik adalah gerak yang berulang-ulang pada suatu siklus tertentu.Gerak ini terjadi saat suatu benda memiliki posisi kesetimbangan stabil dan sebuah gaya pemulih atau torsi yang bekerja jika benda tersebut dipindahkan dari kesetimbangannya.Gerak Harmonik Sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu : a.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. b.Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi dll. 2. Gerak Harmonik Teredam Secara umum gerak osilasi sebenarnya teredam.
Energi mekanik terdisipasi (berkurang) karena adanya gaya gesek. Maka jika dibiarkan, osilasi akan berhenti, yang artinya GHS-nya teredam. Gaya gesekan biasanya dinyatakan sebagai arah berlawanan dan b adalah konstanta menyatakan besarnya redaman. Maka persamaan GHS teredam adalah dimana merupakan faktor redaman Osilasi adalah variasi periodik - umumnya terhadap waktu - dari suatu hasil pengukuran, contohnya pada ayunan bandul.Osilasi terbagi menjadi 2 yaitu osilasi harmonis sederhana dan osilasi harmonis kompleks. Gerak periodik adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval waktu tetap. Amplitudo gerak (A), merupakan besar perpindahan maksimum dari posisi kesetimbangan, yaitu nilai maksimum dari |x|, dengan satuan m. Perioda (T), merupakan waktu untuk satu siklus, dengan satuan s. Frekuensi (f), merupakan banyaknya siklus pada suatu satuan waktu, dengan satuan Hz.
f= 1/T T=1/f Frekuensi sudut (f) yang merupakan w = 2πf atau 2π/T. resistan : suatau benda yang memiliki massa untuk bergetar gerak osilasi: gerak bolak balik yang mengacu pada titik kedudukan resonansi: apabila pada frekuensi eksitan simpangan = frekuansi pribadi
BAB III
METODE
A. Alat dan Bahan
1) Pegas
2) Stopwatch
3) Mistar
4) Statif
5) Beban
B. Langkah Kerja
Langkah kerja Percobaan 1 :
1) Menyusun alat – alat seperti gambar
2) Mengukur panjang pegas catat hasilnya pada table
3) Menggantungkan beban massa 20 gram pada pegas
4) Mengukur panjang pegas setelah diberi beban
5) Mengulangi langkah 3, dan 4 untuk beban yang berbeda
Langkah kerja Percobaan 2 :
1) Seperti lagkah percobaan 1, langkah 1,2,3,dan 4
2) Menyimpangkan beban kebawah 2 cm lalu lepaskan
3) Mengukur waktu dalam 10 x getaran dengan stopwatch catat hasilnya pada table
4) Mengulangi langkah 2 dan 3 dengan beban yang sesuai percobaan 1
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Percobaan 1
| No | Massa beban (kg) | Panjang pegas l (m) | Pertambahan panjang (m) | Nilai konsante pegas k.(N.m-1) |
| 1 | Tanpa beban | 0,15 | 0 | |
| 2 | 50 . 10-3 | 0,16 | 0,01 | 49 Nm-1 |
| 3 | 100 . 10-3 | 0,175 | 0,025 | 39,2 Nm-1 |
| 4 | 150 . 10-3 | 0,19 | 0,04 | 36,75 Nm-1 |
Percobaan 2
| No | Massa beban (kg) | Waktu 10 x getaran t(sekon) | Periode getaran T(sekon) | Nilai gravitasi g(m.s-2) |
| 1 | Tanpa beban | | | |
| 2 | 50 . 10-3 | 5s | 0,5s | 1,58 |
| 3 | 100 . 10-3 | 7s | 0,7s | 2,012 |
| 4 | 150 . 10-3 | 10s | 1s | 1,58 |
B. Analisis Data
BAB V
KESIMPULAN
A. Kesimpulan
Setelah melakukan sebuah praktikum mengenai getaran pegas kita dapat menyimpulkan beberapa hal yang berkaitan dengan praktikum tersebut.
1) Nilai gravitasi normalnya berkisar diantara 9 – 10
2) Apabila nilai gravitasi kurang dari normal maka dapat disebabkan oleh beberapa factor
3) Angin dan kondisi pegas menjadi masalah utama yang membuat nilai gravitasi jauh dari normal.
4) Perbandingan panjang suatu pegas berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada pegas tersebut
5) Beban yang digunakan berpengaruh terhadap nilai konstante pegas
6) Untuk mendapatkan nilai gravitasi memperlukan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan sebuah getaran.
0 komentar:
Posting Komentar