Hasil Penelitian HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
42
Gambar 4.2 Grafik posisi terhadap waktu untuk berbagai nilai sudut kemiringan air track
= grafik posisi terhadap waktu untuk sudut kemiringan 3,4±0,1
= grafik posisi terhadap waktu untuk sudut kemiringan 2,4±0,1
= grafik posisi terhadap waktu untuk sudut kemiringan 1,2±0,1
Dari grafik posisi terhadap waktu untuk berbagai nilai sudut kemiringan yang ditunjukkan pada gambar 4.2, terlihat grafik posisi
terhadap waktu untuk nilai sudut kemiringan 3,4±0,1 memenuhi
persamaan kuadrat. Hal ini menunjukkan bahwa glider bergerak dipercepat. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Terlihat pada grafik 4.2 percepatan gerak glider bermagnet semakin kecil ketika sudut kemiringan air tracknya juga semakin kecil.
Dari gambar 4.2 ditunjukkan bahwa sudut yang baik untuk melakukan percobaan adalah 1,2±0,1
. Sudut yang baik untuk melakukan percobaan menggunakan sudut yang kecil, tetapi bila terlalu kecil sudut
yang digunakan akan mengalami kesulitan dalam penyusunannya. Peristiwa redaman dapat ditunjukkan lebih jelas dengan melihat
percepatan glider bermagnet yang semakin kecil. Percepatan yang semakin kecil disebabkan kerena resultan gaya yang semakin kecil pula sesuai
dengan persamaan 2.6. Resultan gaya yang semakin kecil disebabkan karena komponen gaya berat yang sejajar bidang semakin kecil. Komponen
gaya berat yang sejajar bidang semakin kecil dikarenakan sudut kemiringan air track yang semakin kecil pula. Bila sudut kemiringan air track yang
digunakan semakin kecil maka nilai sin akan semakin kecil. Nilai sin
akan mempengaruhi besarnya komponen gaya berat yang sejajar bidang. Gaya pelawan gerak glider bermagnet yaitu gaya redaman magnetik
nilainya tetap karena jumlah magnet yang diberikan sama. Resultan gaya yang semakin kecil disebabkan oleh sudut kemiringan air track yang
semakin kecil. 2.
Peristiwa Redaman magnetik pada magnet yang bergerak di atas Air track PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Berdasarkan bab kajian pustaka, magnet yang bergerak di atas konduktor akan mengalami gaya redaman magnetik sehingga geraknya
menjadi teredam. Lintasan air track terbuat dari alumunium yang merupakan konduktor. Konduktor yang berbahan alumunium digunakan
untuk penelitian karena bersifat non feromagnetik, sehingga tidak ada gaya tarik-menarik antara magnet dengan alumunium.
Untuk menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik digunakan perekaman video menggunakan kamera Canon 600D. Perekaman yang
dilakukan dimulai dari awal magnet bergerak sampai pada posisi di ujung lintasannya berakhir. Hasil rekaman ini kemudian dianalisa menggunakan
software logger pro sehingga akan didapatkan data posisi gerak magnet terhadap waktu. Perekaman dilakukan dengan kecepatan 30 framesecond.
Data posisi magnet terhadap waktu tersebut akan disajikan dalam grafik sehingga dapat dibandingkan beberapa grafik posisi terhadap waktu yang
telah didapatkan. Peristiwa redaman magnetik terjadi ketika magnet bergerak di atas air
track. Untuk menyelidiki hal ini dilakukan perbandingan antara gerakan glider pada air track saat diberi magnet dan tanpa magnet. Selain itu perlu
diperhatikan massa sistem pada kedua keadaan tersebut harus sama. Glider tanpa magnet diberi pemberat supaya massa sistemnya sama dengan massa
glider saat diberi magnet. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Dalam melakukan penelitian ini, air track dimiringkan dengan sudut kecil. Memberikan sudut kemiringan pada air track akan membuat glider
memiliki kecepatan awal karena adanya komponen gaya berat yang sejajar bidang
. Gaya berat yang sejajar bidang disebabkan karena bidang
dimiringkan dengan sudut tertentu. Sudut kemiringan air track yang
digunakan yaitu 1,2±0,1 supaya proses redaman magnetik dapat teramati
pada lintasan air track. Sudut besar dapat mengakibatkan pergerakan yang cepat sehingga mempersulit pengamatan. Untuk sudut kemiringan air track
yang kecil, gaya berat yang sejajar bidang akan semakin kecil sehingga resultan gayanya akan semakin kecil. Karena resultan gayanya yang kecil
maka gaya redaman akan lebih teramati. Hal ini dapat ditunjukkan dari percepatan gerak glider bermagnet yang semakin kecil terlihat pada gambar
4.2. Pergerakan dengan kecepatan yang besar akan sulit diamati bila lintasan yang digunakan pendek. Kesulitan pengamatan ini dikarenakan
untuk kecepatan yang besar dibutuhkan waktu yang lebih lama supaya peristiwa redaman dapat teramati. Supaya waktu geraknya dapat diamati
lebih lama maka dibutuhkan lintasan yang lebih panjang. Keterbatasan dalam percobaan ini adalah lintasan yang digunakan pendek.
Perekaman awal dilakukan untuk gerak glider tanpa magnet. Hasil perekaman kemudian dianalisa menggunakan software logger pro sehingga
didapatkan data posisi glider tiap waktu yang ditampilkan ke dalam grafik PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
posisi terhadap waktu. Dari gerak glider tanpa magnet didapatkan grafik posisi terhadap waktu seperti gambar 4.3 dibawah ini:
Gambar 4.3 Grafik posisi terhadap waktu glider tanpa magnet
Dari grafik 4.3 terlihat bahwa gerak glider mengikuti fungsi kuadrat pada persamaan 2.4. Dari grafik posisi terhadap waktu terlihat bahwa
gerak glider tanpa magnet dipercepat. Gerak glider tanpa magnet terlihat dipercepat juga ditunjukkan pada grafik kecepatan glider tanpa magnet
terhadap waktu pada gambar 4.4: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Gambar 4.4 Grafik kecepatan glider terhadap waktu
Dari gambar 4.4 yaitu grafik kecepatan terhadap waktu telihat bentuk grafiknya linear. Grafik kecepatan terhadap waktu yang linear
menunjukkan bahwa glider bergerak percepatan konstan. Grafik kecepatan terhadap waktu yang linear juga menunjukkan bahwa glider bergerak
dipercepat. Glider bergerak dipercepat karena adanya komponen gaya berat yang sejajar bidang yang bekerja pada glider. Komponen gaya berat sejajar
bidang ini ada karena lintasan yang digunakan memiliki kemiringan tertentu.
Untuk mengamati adanya peristiwa redaman, maka grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet dibandingkan dengan grafik
posisi terhadap waktu glider dengan tambahan magnet. Dari grafik posisi terhadap waktu akan diketaui bagaimana gerak yang dialami oleh glider
48
tanpa magnet dan glider yang diberi tmbahan magnet. Selanjutnya akan ditampilkan grafik posisi terhadap waktu untuk glider dengan tambahan
magnet yang ditunjukkan pada gambar 4.5:
Gambar 4.5 Grafik posisi terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 1 magnet
Gambar 4.5 menunjukkan grafik posisi terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 1 magnet. Dari gambar 4.5 terlihat bentuk grafiknya
sama dengan grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet. Bentuk grafiknya yang sama berarti gerak glider dengan tambahan 1
magnet juga dipercepat. Dari grafik posisi terhadap waktu untuk glider 1 magnet belum terlihat menunjukkan peristiwa redaman magnetik karena
jumlah magnet yang digunakan sedikit. Untuk lebih jelas mengamati adanya peristiwa redaman, maka jumlah
magnet yang ditambahkan di atas glider harus lebih banyak melalui PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
percobaan berbagai jumlah magnet pada glider. Glider bermagnet dengan masing-masing tambahan magnet akan direkam geraknya kemudian
dianalisa sehingga akan didapatkan grafik posisi terhadap waktu. Grafik posisi
terhadap waktu untuk
masing-masing tambahan magnet dibandingkan dengan grafik posisi terhadap waktu glider tanpa magnet.
Grafiknya ditampilkan pada gambar 4.6:
Gambar 4.6 Grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet dan untuk glider dengan berbagai tambahan jumlah magnet
= grafik posisi terhadap waktu glider tanpa magnet = grafik posisi terhadap waktu glider dengan tambahan 1 magnet
= grafik posisi terhadap waktu glider dengan tambahan 2 magnet = grafik posisi terhadap waktu glider dengan tambahan 3 magnet
= grafik posisi terhadap waktu glider dengan tambahan 4 magnet PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
Dari grafik 4.6 dapat dibandingkan secara keseluruhan gerak glider bermagnet untuk berbagai tambahan magnet dan glider tanpa magnet.
Dari gambar 4.6, semakin banyak jumlah magnet yang ditambahkan percepatan gerak glider bermagnet semakin kecil. Percepatan yang
semakin kecil dikarenakan resultan gaya yang semakin kecil. Resultan gaya yang semakin kecil disebabkan karena gaya redaman magnetik
yang semakin besar. Percepatan paling kecil dialami ketika jumlah magnet yang
ditambahkan di atas glider adalah 4 magnet. Percepatan yang semakin berkurang dapat menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik.
Peristiwa redaman magnetik ini disebabkan karena adanya gaya redaman magnetik. Peristiwa redaman magnetik terlihat semakin jelas
ketika jumlah magnet yang ditambahkan di atas glider semakin banyak. Dari gambar 4.6 terlihat adanya peristiwa redaman magnetik yang
terlihat dari percepatan gerak yang semakin kecil ketika jumlah magnet yang ditambahkan di atas glider semakin banyak. Peristiwa redaman
magnetik juga dapat ditunjukkan dengan melihat grafik kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan magnet. Untuk glider
dengan tambahan 1 magnet terlihat bentuknya tidak jauh berbeda dengan grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet, hal ini
dikarenakan jumlah magnet yang digunakan hanya 1 magnet sehingga medan magnetnya kecil. Medan magnet yang kecil belum bisa
51
memberikan gaya redaman yang besar sehingga pengurangan kecepatan glider bermagnet tidak terlihat. Selanjutnya ditampilkan grafik
kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 2 magnet terlihat pada gambar 4.7:
Gambar 4.7 Grafik kecepatan glider dengan tambahan 2 magnet terhadap waktu
Dari gambar 4.7 kita melihat bahwa grafik kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 2 magnet bentuknya tidak memenuhi
persamaan linear. Hal ini menunjukkan bahwa gerak glider dengan tambahan 2 magnet bukan lagi dipercepat seperti gerak glider tanpa
magnet. Grafik kecepatan glider dengan tambahan 2 magnet terhadap waktu terlihat melengkung menunjukkan bahwa percepatan glider
bermagnet tidak konstan. Percepatan glider yang tidak konstan maksudnya semakin berkurang karena gerak glider bermagnet yang
52
teredam. Dibandingkan dengan grafik kecepatan glider tanpa magnet yang mengikuti garis lurus, grafik 4.7 terlihat melengkung,
menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik. Grafik yang tidak memenuhi persamaan linear juga ditunjukkan oleh
grafik kecepatan glider dengan tambahan 3 magnet terhadap waktu pada gambar 4.8:
Gambar 4.8 Grafik kecepatan glider dengan tambahan 3 magnet terhadap waktu
Gambar 4.8 terlihat melengkung menunjukkan bahwa percepatan glider dengan tambahan 3 magnet terhadap waktu memiliki percepatan
yang tidak konstan. Dibandingkan dengan grafik kecepatan glider dengan tambahan 2 magnet terhadap waktu terlihat lebih melengkung.
Hal ini menunjukkan bahwa percepatannya lebih kecil dibandingan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
dengan gerak glider dengan tambahan 2 magnet. Percepatan yang semakin berkurang menunjukkan redaman yang dialami oleh glider
bermagnet semakin besar. Peristiwa redaman magnetik juga dapat ditunjukkan dari grafik
kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 4 magnet yang terlihat pada gambar 4.9:
Gambar 4.9 Grafik kecepatan glider dengan tambahan 4 magnet terhadap waktu
Berdasarkan gambar 4.9 yang terlihat bentuknya tidak memenuhi persamaan linear. Dibandingkan dengan grafik 4.7 dan 4.8, untuk grafik
kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 4 magnet terlihat paling melengkung, menunjukkan percepatannya paling kecil
yang disebabkan karena redaman yang dialami oleh glider bermagnet semakin besar.
54
Dari gambar 4.7, 4.8 dan 4.9 terdapat kesamaan bentuk grafik yang melengkung yang berarti tidak memenuhi persamaan linear dan
percepatannya tidak konstan. Grafik yang tidak memenuhi persamaan linear menunjukkan bahwa gerak glider bermagnet berbeda dengan
gerak glider tanpa magnet. Gerak glider bermagnet bukan lagi dipercepat tetapi mulai mendekati kecepatan terminal. Selain itu grafik
kecepatan terhadap waktu yang melengkung menunjukkan percepatan yang semakin kecil. Percepatan yang semakin kecil disebabkan karena
adanya gaya redaman magnetik. Percepatan yang semakin kecil selanjutnya akan mendekati nol yang berarti glider bermagnet tidak lagi
dipercepat atau kecepatannya konstan. Namun dari percobaan ini ditunjukkan bahwa glider bermagnet terlihat mulai mendekati
percepatan yang hampir nol atau mulai terlihat mendekati kecepatan terminal. Redaman yang paling besar dialami saat jumlah magnet yang
ditambahkan di atas glider adalah 4 magnet. Dalam penelitian ini belum mampu menghitung nilai kecepatan terminal dikarenakan gerak glider
bermagnet baru mulai mengarah mendekati kecepatan terminal. Keterbatasan ini disebabkan karena lintasan air track yang digunakan
pendek. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
3. Pengukuran koefisien redaman magnetik
Dari grafik 4.6 ditunjukkan bahwa redaman semakin besar saat jumlah magnet yang ditambahkan di atas glider semakin banyak. Gaya redaman
magnetik dapat terlihat pada nilai koefisien redaman magnetik yang akan diperoleh dari hasil mem-fit grafik posisi terhadap waktu dengan persamaan
2.11. Besarnya gaya redaman magnet dapat terlihat dari koefisien redaman magnetik. semakin besar koefisien redaman magnetik maka semakin besar
gaya redaman magnetiknya. Sebelumnya telah dilakukan pengukuran medan magnet untuk setiap
jumlah magnet. Dari pengukuran medan magnet didapatkan nilai medan magnet untuk tiap jumlah magnet yang ditunjukkan pada tabel 4.3:
Tabel 4.3 Nilai medan magnet untuk masing-masing jumlah magnet
No Jumlah magnet
Medan magnet mT 1
1 1,34 ± 0,01
2 2
2,53 ± 0,01 3
3 5,46 ± 0,02
4 4
7,83 ± 0,03
Dari hasil perekaman didapatkan video yang kemudian dianalisa menggunakan software logger pro sehingga didapatkan grafik posisi
terhadap waktu seperti pada gambar 4.5. Nilai koefisien redaman magnetik PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
didapatkan dari hasil fit grafik posisi terhadap waktu yang didapatkan dengan persamaan 2.11.
Karena pengambilan data dilakukan 3 kali, maka didapatkan 3 nilai koefisien redaman magnetik untuk jumlah magnet yang sama. Perhitungan
dilakukan menggunakan 1 magnet di atas glider dan datanya ditampilkan pada tabel 4.4:
Tabel 4.4 Koefisien redaman magnetik untuk glider 1 magnet
No Koefisien redaman
magnetik s
-1
1 -0,16 ± 0,01
2 -0,21 ± 0,01
3 -0,19 ± 0,01
N ilai α rata-rata di dapat dari perhitungan :
=
= ms
= -0,19 s
-1
Dan untuk ralatnya juga dicari menggunakan cara berikut: ∆α = √
∆α = √ PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
∆α = 0,02 s
-1
Sehingga didapatkan nilai α adalah 0,19 ± 0,02 s
-1
. Cara yang sama juga dilakukan dari mulai menganalisa perekaman,
fitting data serta melakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai koefisien redaman magnetik pada percobaan dengan berbagai jumlah magnet yang lain
yang kemudian dimasukkan di tabel 4.5:
Tabel 4.5 Hubungan nilai koefisien redaman magnetik terhadap jumlah magnet
No Jumlah
magnet Koefisien redaman magnetik
s
-1
1 1
-0,19 ± 0,02 2
2 -0,26 ± 0,02
3 3
-0,38 ± 0,03 4
4 -0,42 ± 0,04
Tabel 4.5 menunjukkan bahwa semakin banyak magnet yang digunakan, maka nilai koefisien redaman magnetiknya semakin besar.