PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DENGAN EKSPERIMEN TERKOMPUTERISASI PADA BENDA JATUH BEBAS Femila Amor Nurdila

  

PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DENGAN EKSPERIMEN

TERKOMPUTERISASI PADA BENDA JATUH BEBAS 1) 2) 3) 4)

  

Femila Amor Nurdila , Irnin Agustina Dwi Astuti , Tunut Rochmaniyah , Ishafit

Program Studi Pendidikan Fisika

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

  

Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta

e-mail : femila.amor@gmail.com

Intisari

• – Makalah ini menyajikan eksperimen penentuan percepatan graviasi bumi dengan metode gerak jatuh

  

bebas. Percepatan gravitasi bumi yang dialami oleh suatu objek yang berada dipermukaan laut katulistiwa

  2

  2

besarnya adalah 9,789 m/s dan 9,832 m/s pada permukaan laut di kutub utara. Dalam eksperimen ini

menggunakan 3 buah lilitan yang dipisahkan oleh jarak tertentu. Data yang diambil disajikan dalam bentuk

waktu (t) yang dihitung dari gejala induksi oleh magnet yang melalui lilitan. Ketika magnet dijatuhkan, waktu

diukur dari munculnya pulsa ketika magnet menginduksi lilitan dengan menggunakan software audacity. Dari

pulsa tersebut memunculkan hasil waktu pada masing-masing jarak lilitan. Metode analisis data yang

digunakan adalah nilai rata-rata dari hasil percepatan gravitasi yang dilakukan dalam 10 kali pengambilan

data.Hasil eksperimen nilai percepatan gravitasi bumi sesuai dengan nilai acuan yaitu sebesar

  (9,78 ± 0,49)

  2 m/s dengan penyimpangan sebesar 0,02 %.

  Kata kunci:percepatan gravitasi, gerak jatuh bebas, medan magnet, audacity 1.3 beta (Unicode)

Abstract –This paper presents the experimental determination of gravity by free fall method.Acceleration

  2 ofgravityexperienced byan objectwhichisthe surfaceequatorialoceanandthe magnitudeis9,789 m/

  s and9,832m/ atsea levelat the north pole.In these experiments using 3 loops separated by a distance. The data s

presented in the form of time (t) taken are calculated from the symptoms induced by the magnet through the coil.

  

When the magnet is dropped, when measured from the emergence of the coil induces a magnetic pulse when

using audacity software. Of the wave pulse rise time on the distance of each coil. Methods ofdata analysisused

is the average valueofeach oftheacceleration ofgravityiscarried outin10 timesof data collection. The

experimental results the value of gravity in according to with the reference value in the amount of

  (9,78 ± 0,49)

  2 m/s with a deviation of 0,02%.

  Key words: accelerationof gravity, free fallmotion, magnetic field, audacity1.3beta(Unicode) I.

  kalah mudahnya namun dapat memperoleh hasil

   PENDAHULUAN

  Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi yang lebih akurat adalah dengan metode Gerak antara semua partikel yang mempunyai massa di jatuh bebas . Metode ini menggunakan alat berupa alam semesta. Sebagai contoh, bumi yang memiliki magnet, kumparan kawat dan dibantuan aplikasi massa yang sangat besar menghasilkan gaya software komputer berupa audacity 1.3 beta gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda- (Unicode). benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini

  II. TEORI

  juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, a.

  Penelitian terdahulu seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, Penelitian terdahulu tentang penentuan termasuk satelit buatan manusia. Percepatan percepatan gravitasi bumi salah satunya dilakukan gravitasi bumi yang dialami oleh suatu objek yang oleh Kusuma, menentukan percepatan gravitasi berada dipermukaan laut katulistiwa besarnya bumi dengan memanfaatkan laser, LDR (Light

  2

  adalah 9,789 m/s dan 9,832 pada permukaan laut di Dependent Resistor ). Dalam hal ini, suatu teknik

  [1]

  kutub utara . komunikasi data serial sinkron dapat dilakukan Suatu tempat mungkin mempunyai besar antara mikrokontroler AT89S51 dengan komputer percepatan gravitasi bumi yang berbeda dengan melalui RS232. Oleh karena itu instrumen yang tempat yang lain. Permasalahan yang muncul adalah dibuat dapat mengukur secara otomatis dengan bagaimana cara menghitung besarnya percepatan menggunakan Mikrokontroler AT89S51 dan gravitasi bumi dengan ketelitian yang tinggi, karena pemrograman Borland Delphi 7.0 sebagai ketidaktelitian pengamatan dan juga ketidaktepatan tampilan. Penelitian ini memperoleh nilai g

  2[2] alat ukur yang digunakan dapat mempengaruhi hasil sebesar 9,892 m/s .

  pengukuran.

  Penelitian yang dilakukan oleh Oktova , Pengukuran nilai gravitasi bumi (g) dapat diukur menghasilkan percepatan gravitasi bumi di daerah dengan berbagai metoda. Bentuk-bentuk paling lanud adisucipto diperoleh nilai

  = (9,78 ±

  2[3] sederhana misalnya dengan menggunakan pegas .

  0,07)m/s atau bandul yang diketahui konstanta-konstantanya.

  b.

  Gerak jatuh bebas Metode penentuan nilai gravitasi bumi yang tidak

  Seminar Nasional Quantum 2012, Pendidikan Fisika UAD,24 Mei 2012

  Seminar Nasional Quantum 2012, Pendidikan Fisika UAD,24 Mei 2012

  (7) Kemudian substitusikan persamaan (5) ke persamaan (7), sehingga

  1 t t g t h t h

  2

  2

  2

  1

  1

  1

  2

   

    

  (8) Jadi, persamaan untuk menentukan percepatan gravitasi adalah

  V t h

  1 gt gt

  2

  2

  2

  01

  1

  2

  (6) Substitusikan persamaan (4) ke dalam persamaan (6), sehingga persamaannya menjadi

    

  2

  V t h

  d.

  2

  1

  Hubungkankekomputer

  Kumparankawatdenganjumlah 30 lilitan 3. Kabel, digunakanuntukmenghubungkanujung- ujunglilitandengan laptop

  1. Magnet mainan 2.

  Percobaan penentuan konstantapercepatan gravitasi dilakukan di Jl. Glagah Sari No. 130 Yogyakarta. Alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:

  III. EKSPERIMEN

  Audacity merupakan software pengolahan file suara yang berlisensi gratis. Salah satu fungsidari Audacity adalah kemampuan merekam sinyal- sinyal suara yang ada didalam komputer, maupun dari luar komputer. Pada eksperiment ini Audacity digunakan untuk merekam sinyal dari perubahan medan magnet ke sinyal listrik yang nantinya akan ditampilkan dalam bentuk gelombang.

   Audacity 1.3 beta (Unicode)

  Medan Magnet Medan magnet adalah daerah dimana gaya magnet dapat dirasakan akibat adanya muatan bergerak. Medan magnet biasanya digambarkan dengan garis gaya magnet, yang biasa disebut kerapatan medan fluksB. medan magnet tidak hanya terdapat di sekeliling magnet permanen tapi juga ditimbulkan dari arus listrik yang mengalir pada suatu kawat. Hal ini juga dikemukakan oleh Hans Christian Oersted (1777-1851), ahli fisika Denmark bahwa disekitar arus listrik terdapat medan magnet. Ketika lilitan kawat diarliri arus, disekitar kawat tersebut akan timbul medan magnet. Adanya gerak relatif magnet atau kumparan akan mengakibatkan terjadinya perubahan medan magnet.

  1

  [5] c.

  (9) Gambar 1. Skema alat percobaan

  

     

     

  2 t t t h t h g

  2

  2

  1

  1

   

  1 gt

  Gerak suatu partikel yang mempunyai percepatan konstan adalah hal yang biasa dijumpai di alam ini. Sebagai contoh, di dekat permukaan bumi semua benda yang tidak ditopang akan jatuh secara vertical dengan percepatan konstan karena adanya gravitasi bila dianggap bahwa hambatan udara dapat diabaikan. Percepatan karena gravitasi dinyatakan oleh g dan mempunyai nilai hampiran g = 9,81 m/s

  1

  2

  2

  ,

  2

  (2) Sedangkan untuk h

  2

  2

  1

  sebagai berikut ℎ = +

  diabaikan dan untuk persamaan h

  01

  o

  (1) Pada kasus gambar 1, S

  2

  2

  1

  ℎ = +

  Gerak jatuh bebas merupakan bagian dari gerak lurus berubah beraturan, dengan percepatan berupa percepatan gravitasi. Pada mulanya benda memiliki kecepatan awal sama dengan nol, pada ketinggian tertentu. Akhirnya kecepatan bertambah (dipercepat) seiring dengan waktu hingga dititik ke bawah sebelum membentur permukaan tanah kecepatannya menjadi maksimal. Persamaan posisinya adalah

  2[4] .

  = 32,2 ft/s

  2

  2

  2

  2

  1

  2

  2

  02

  2

  (5) Sedangkan untuk posisi 2 ke 3,

   

  V t h

  1 gt

  2

  1

  2

  01

  1

  (4) Pada persamaan (2) dan (3) masing-masing suku dibagi dengan t. Untuk posisi 1 ke 2,

  02

  01

  V V  

  gt

  (3) Pada posisi 1 dan 2 berlaku

   

  1 V h gt t

  3 h ₂ h ₁ S _o

  4.

  (0,296 Pralondenganpanjang 70 cm dengandimeter 2

  ±0,005) m, dan rate proyek = 44100 Hz cm diperoleh data berikut: 5.

  Tabel 1. Data hasileksperimen

   Software komputeraudacity 1.3 beta (Unicode)

  Lilitan dipasang pada pralon dan kemudian Sampel Sampel

  No g

  1

  2

  1

  2

  dihubungkan dengan kabel penghubung ke laptop yaitu ke software audacity 1.3 beta (Unicode),

  1 7,018 4,092 0,159138 0,092789 9,660742713

  dengan software ini membantu untuk mencari nilai

  2 7,198 4,117 0,16322 0,093356 9,719334919

  waktu ( t ) yang dibutuhkan magnet jatuh bebas

  3 7,118 4,118 0,161406 0,093379 9,611902572

  melalui lilitan A dengan lilitan B sebagai dan

  1

  lilitan B dengan lilitan C sebagai

  2 ) dengan 4 7,006 4,098 0,158866 0,092925 9,602019291

  menvariasikan jarak masing-masing lilitan A dan

  5 7,034 4,059 0,159501 0,092041 9,917443026

  B dengan B dan C ( ). Untuk ℎ

  1 dan ℎ

  2 6 7,152 4,048 0,162177 0,091791 10,14729848

  mendapatkan nilai t dengan menjatuhkan magnet kedalam pralon yang sudah ada lilitan dengan

  7 7,235 4,109 0,164059 0,093175 9,818977353

  jarak yang sama ( ) dan direkam oleh ℎ

  1 = ℎ

  2 8 7,456 4,096 0,16907 0,09288 10,15230251 audacity 1.3 beta (Unicode) dan sinyal

  9 7,109 4,123 0,161202 0,093492 9,565799192

  ditampilkan dalam bentuk tiga buah gelombang denganjarak yang berbeda. Dari gelombang ini

  10 7,277 4,152 0,165011 0,09415 9,577298283

  diperoleh nilai waktu untuk masing-masing jarak lilitan. Setelah semua data diperoleh, data dianalisis dengan regresi linier. Nilai percepatan gravitasi yang diperoleh dari eksperimen di bandingkan dengan nilai acuan yaitu sebesar 9,78m/s .

  Gambar 3. Contoh hasil rekaman audacity untuk penentuan t

  1 Gambar2. Alat eksperimen penentuan percepatan

  gravitasi bumi dengan menggunakan metode benda jatuh bebas pada medan magnet Untuk menentukan percepatan gravitasi bumi sesuai dengan persamaan (9). Sedangkan ralatnya adalah _{2 2 2 2}

    g    g    g    g 

  (10)

  S S S S S _{g h h t t}     _{1 2 1 2}          h  h  t  t _{1 2 1 2}        

  Gambar 4. Contoh hasil rekaman audacity Prosentase kesalahan dapat di cari dengan untuk penentuan t

  2

  persamaan

  g  g perhitunga n teor Dari data di atas kemudian dianalisis dengan i

    100 % (11)

  menggunakanpersamaan (9) dan ralatnya

  g teori

  menggunakan persamaan (10) Dari perhitungan menggunakan metode IV.

   HASIL DAN PEMBAHASAN analisis rata-rata berbobot diperoleh nilai g sebesar

  2 Eksperimen penentuan percepatan (9,78 .

  ±0,49) m/s gravitasi dengan = (0,314 = ℎ

  1 ±0,005) m, ℎ

2 Seminar Nasional Quantum 2012, Pendidikan Fisika UAD,24 Mei 2012

V. KESIMPULAN

  Percepatan Gravitasi Bumi (g) pada Percobaan Ayunan Matematis Menggunakan Bahasa Pemrograman Borland Delphi 7.0 . Tugas Akhir DIII.

  . Italy: IOP Publishing.

  

the ‘improper’ use of sound card

software: a multipurpose experiment

  33

  

sains dan tehnik jilid 1. Jakarta: Erlangga,

  dan Rahmad, A. (1998). Fisika untuk

  

enginers part 1. Alih bahasa Prasetio, L

  Nasional Fisika 2010. ITB. [4] Tipler, P.A. 1991. Physics for scientist and

  Secara Teliti Dengan Metode Gesekan Dua Kerucut. Prosiding Seminar

  UNDIP. Semarang. [3] Oktova. 2010. Penentuan Tara Kalor Mekanis

  [2] Kusuma, I, Y. 2010. Penentuan Nilai

  Seminar Nasional Quantum 2012, Pendidikan Fisika UAD,24 Mei 2012

  Didownload tanggal [19 April 2011] Pukul [22:34 WIB]

  DAFTAR PUSTAKA [1] Surya, Y. 2008. Percepatan Gravitasi ?.

  yang mendekati nilai acuan dengan persentase ralat relatif sebesar 0,02%.

  2

  ±0,49) m/s

  Percepatan gravitasi bumi dengan eksperimen terkomputerisasi pada benda jatuh bebas menghasilkan nilai percepatan gravitasi sebesar (9,78

  g g g

   _teori ^{i teor n perhitunga}

  % 02 , 100   

  dan prosentase kesalahan sebesar %

• – 36 [5] Ganci, S. 2008. Measurement of g by means of

Seminar Nasional Quantum 2012, Pendidikan Fisika UAD,24 Mei 2012