laporan praktikum tetapan pegas indonesia
BAB I
PENDAHULUAN
I.1.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Pengukuran dasar waktu
2. Mencari ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke
3. Menentukan masa efektif pegas
I.2.
Dasar teori
Pegas merupakan benda berbentuk spiral yang terbuat dari logam. Pegas
sendiri mempunyai sifat elastis. Maksudnya ia bisa mempertahankan bentuknya
dan kembali ke bentuk semula setelah diberi gaya. Gaya pegas dapat didefinisikan
sebagai gaya atau kekuatan lenting suatu pegas untuk kembali ke posisi atau
bentuk semula. Elastis adalah kemampuan benda untuk kembali ke bentuk semula
setelah gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Ketika pegas ditarik yang berarti
ada gaya luar yang bekerja maka ia akan molor atau memannjang. Ketika gaya
luar itu dihilangkan ia akan kembali ke bentuk semula.
Jika sebuah pegas diberi gaya berat dengan besar tertentu, maka secara
otomatis pegas tersebut akan mengalami pertambahan panjang. Hubungan antara
besar gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas adalah
konsep dasar dari hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan
mengenai gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah
pegas. Sifat elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali kebentuk
semula.
HUKUM HOOKE
Bunyi hukum Hooke adalah sebagai berikut :
“ Bila pada sebuah pegas bekerja sebuah gaya, maka pegas tersebut akan
bertambah panjang sebanding dengan besarnya gaya yang mempengaruhi pegas
tersebut”
Sesuai dengan hukum Hooke tersebut, maka besar gaya berat (F) yang
diberikan akan sebanding dengan pertambahan panjang pegas (x). Sehingga dapat
digambarkan dengan grafik HUBUNGAN antara F-x yaitu semakin besar gaya
berat yang diberikan, maka semakin besar pula grafik tersebut menunjukan
pertambahan panjang pada pegas. Dan secara sistematis, hukum Hooke dapat
dituliskan dengan persamaan :
F = - k . x ………………………………… (1)
Dengan : F = gaya yang bekerja pada pegas (N)
k = konstanta pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m).
Konstanta pegas merupakan suatu angka tertentu yang menjadi salah satu
karakteristik suatu pegas. Jika sebuah pegas yang diberikan beban M dan
digantungkan secara vertical maka akan berlaku hubungan :
Mg = kx ………………………………….. (2)
Yang artinya bahwa gaya pegas F = - kx diimbangi oleh gaya gravitasi
Mg, sehingga massa M tetap dalam keadaan setimbang pada simpangan pegas x.
Jika g, M, dan x dapat diketahui/diukur, maka konstan pegas dapat dihitung. Cara
seperti ini disebut cara statis. Jika M tergantung pada pegas dalam keadaan
setimbang, lalu kita simpangkan, misalnya dengan menarik massa M ke bawah,
dan kita lepaskan kembali, maka pada saat dilepaskan ada gaya pegay yang
bekerja pada benda, yang benda bergerak mula – mula kea rah titik setimbang
semula dan selanjutnya massa M akan bergerak harmonic. Gaya pegas ini
menyebabkan benda mendapat percepatan yang arahnya selalu menuju ke titik
setimbangnya yang diungkapkan dalam persamaan
Ma = - kx ………………………………… (3)
Persamaan diatas berlaku jika massa pegas diabaikan. Gerak harmonik yang
dilakukan massa M mempunyai periode
T =2 π
√
M
…………………………...……. (4)
k
Sebenarnya pegas ikut bergerak harmonik, hanya saja bagian yang dekat
dengan massa M amplitudonya besar sesuai dengan amplitude gerak harmonik
massa M, tetapi bagian yang jauh dari massa M mempunyai amplitude yang kecil,
malahan ujung pegas yang jauh dari massa M merupakan bagian yang tidak ikut
bergerak. Dengan demikian sebenarnya massa pegas tidak dapat diabaikan hanya
saja kalau harus diperhitungkan, harga sebagian saja massa pegas yang perlu
diperhitungkan sehingga persamaan (4) dapat dituliskan kembali :
T =2 π
√ Mk =2 π √
M + M ef
…………………. (5)
k
M = massa yang tergantung pada pegas
Mef = massa efektif pegas, yaitu sebagian dari massa pegas yang efektif bergerak
harmonic bersama – sama M. (0 < mef < mpegas ). Harga k dan mef dapat ditentukan
dari grafik T2 terhadap M (gunakan metode kwadrat terkecil). Untuk menghitung
k dengan cara statis diperlukan harga g. g dapat ditentukan dengan percobaan
getaran zat cair dalam pipa U. jika zat cair pada salah satu pipa U disimpangkan
sejauh x, dari titik setimbangnya maka beda tinggi zat cair pada kedua kaki pipa U
adalah 2x.
Ini menyebabkan sistem tidak seimbang yaitu ada
gaya yang menyebabkan seluruh zat cair bergerak
harmonik sebesar :
F = -2 x Asg ………………………….. (6)
A = luas penampang kolom zat cair
s = massa jenis zat cair
g = percepatan gravitasi
sesuai dengan hukum Newton : F = ma, didapatkan
ma = -2 Asg ……………………..…… (7)
m = massa seluruh zat cair
l
periode getar harmonik adalah T =2 π
……………………….…. (8)
2g
√
BAB II
ALAT DAN BAHAN
II.1.
Alat yang digunakan
1. Statip
2. Stopwatch
3. Skala baca
4. Pipa U berisi cairan
5. Meteran
II.2.
Bahan yang digunakan
1. Ember tempat beban
2. Beban – beban tambahan
BAB III
METODE PERCOBAAN
III.1. Menentukan g dari getaran kolom zat cair
1.
Dicatatlah dahulu suhu ruangan pada awal dan ahir percobaan
2.
Diukurlah panjang kolom zat cair menggunakan meteran 10 kali
3.
Buatlah kedudukan zat cair pada salah satu kaki pipa U lebih tinggi dan
kemudian lepaskan. Zat cair akan melakukan gaya harmonik
4.
Dicatatlah waktu yang diperlukan untuk melakukan 5 getaran penuh
5.
Diulangi no. 3 dan 4 beberapa kali (3 kali)
III.2. Menentukan pagas secara statis
1.
Digantungkanlah ember kosong pada pegas, catat kedudukan jarum
petunjuk pada skala (tabel)
2.
Ditambahkanlah setiap kali keping – keping beban dan ini menyebabkan
pegas terantang. Catat pula tiap – tiap perubahan beban dan perubahan
panjang pegas
3.
Selanjutnya kurangi keping – keping beban dan catatlah pula kedudukan
jarum petunjuk
4.
Ditimbanglah massa ember, tiap – tiap beban dan pegas (ingat nomor urut
tiap – tiap beban)
III.3. Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara
dinamis
1.
Ember kosong digantung pada pegas, kemudian digetarkan. Usahakan
getaran ayunan dari ember tidak goyang ke kanan/ke kiri
2.
Ditentukanlah waku getar dari 20 kali ayunan. Catat massa tiap beban
untuk waktu yang sesuai
3.
Ditambahkanlah beban dalam ember dan sekali lagi ayunkan untuk 20
kali ayunan penuh. Ulangi ini untuk tambahan beban yang lain (buat
tabel). Ingat nomor urut beban.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
IV.1. Data Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan
tanggal 23 Desember 2014, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut :
Keadaan ruangan
Sebelum percobaan
Sesudah percobaan
T (oC)
27oC
27oC
P (cm)Hg
75,55 Hg
75,55 Hg
C (%)
66 %
68 %
1. Menentukan Gravitasi
No
1
2
3
´x
ΣGetar
l (cm)
5 getaran
36,5
t (s)
04.10
04.60
04.50
T (s)
0,82
0,92
0,90
g cm/s²
1070,42
850,36
888,58
936,45
2. Menentukan tetapan pegas
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
X (cm)
0
0,8
1,4
2,1
K (gr/s²)
0
8428,05
9498,28
9453,68
9126,67
3. Menentukan tetapan pegas
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
Σgetar
20
t (s)
09.90
10.30
10.90
12.10
T (s)
0,495
0,515
0,545
0,605
Mef (gr)
-4,49
-7,02
-6,66
2,30
-3,9675
Diketahui :
1.
2.
3.
4.
5.
Massa ember : 61,2 gram
Massa pegas : 9,9 gram
Massa keping 1 : 7,2 gram
Massa keping 2 : 7,0 gram
Massa keping 3 : 7,0 gram
IV.2 Perhitungan
1. Menentukan gravitasi
l
T =2 π 2 g
l
T ²=2 π ²
2g
l
T ²=2 π
2g
2 π ²l
g=
T²
2π ²l
g1 =
T²
√
Rumus :
g2 =
2 x 3,142 x 36,5
0,92²
¿ 850,36 m/s 2
2 x 3,142 x 36,5
0,82²
¿ 1070,4 m/s 2
¿
¿
g3 =
2π ²l
T²
2π ²l
T²
2 x 3,142 x 36,5
¿
0,90²
¿ 888,58 m/s 2
2. Menentukan Tetapan Pegas
m. g
Rumus : k = x
m.g
k1 =
x
7,2 x 936,45
¿
0,7
¿ 9632,06 gr /s 2
m.g
x
14,2 x 936,45
¿
1,4
¿ 9498,28 gr /s 2
k 2=
m. g
x
21,2 x 936,45
¿
2,1
k3 =
¿ 10212,57 gr /s 2
3. Menentukan massa efektif pegas
kxT²
Rumus : Mef = 4 π ² −M
kxT²
Mef 1 =
−M
4π²
9780,97 x 0,4952
−61,2
4 x 3,14 2
¿−4,49 gr
¿
Mef 3 =
¿
kxT²
−M
4π²
9780,97 x 0,5452
−75,4
4 x 3,14 2
¿−6,66 gr
Mef 2 =
¿
kxT²
−M
4π²
9780,97 x 0,5152
−68,2
4 x 3,14 2
¿−7,02 gr
Mef 4=
¿
k xT ²
−M
4π ²
9780,97 x 0,6052
−82,4
4 x 3,14 2
¿ 2,30 gr
BAB V
PEMBAHASAN
Jika sebuah pegas diberi gaya berat dengan besar tertentu, maka secara
otomatis pegas tersebut akan mengalami pertambahan panjang. Hubungan antara
besar gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas adalah
konsep dasar dari hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan
mengenai gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah
pegas. Sifat elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali kebentuk
semula.
F = - k . x ………………………………… (1)
Dengan : F = gaya yang bekerja pada pegas (N)
k = konstanta pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m).
Jika gaya F ditimbulkan oleh massa benda maka F = gaya berat = m.g
Dengan membuat grafik antara pertambahan beban m dan perpanjangan pegas x,
maka :
g x
g
m
=
n= maka diperoleh n= .
k m jika
k
k
Jika suatu pegas diberikan beban kemudian beban itu ditarik dalam keadaan
seimbangnya lalu dilepaskan, maka benda diujung pegas ini akan bergetar
(berosilasi). Diperoleh :
4 π2
T= k m
Dengan m = Mbeban + Member + f.Mpegas
f= faktor efektif pegas dengan harga (0 < f < 1)
f M pegas = massa efektif pegas
jadi :
4 π2
T 2= k ( M beban + M ember +fM pegas )
Dari persamaan – persamaan sebelumnya maka diperoleh :
4 π2 n m
T = g
2
Dalam percobaan diatas ada yang menentukan nilai gravitasi, literatur
gravitasi adalah 980-1000 m/s2. Dalam percobaan ini diperoleh nilai gravitasinya
adalah 936,45 m/s2, nilai yang didapat tidak termasuk kedalam rentang literatur
gravitasi yang biasa dipakai oleh para ilmuan, mengapa terjadi demikian, hal itu
terjadi sebenarnya bukan karena kesalahan peneliti melainkan bisa karena kondisi
alat yng digunakan kurang baik atau dalam praktiknya ada beberapa metode yang
kurang pas seperti dalam halnya ketika menarik pegas, bisa saja pegas itu tidak
dalam keadaan lurus ketika diregangkan, bisa bergerak ke kiri/ke kanan. Karena
nilai gravitasi yang kurang dari rentang literatur yang biasa dipakai, menyebabkan
nilai massa efektif pegas menjadi negatif (-), akan tetapi bila kesalahan yang
menyebabkan nilai gravitasi yang tidak sesuai tidak terjadi, nilai massa efektif
pegas akan bernilai positif (+).
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
VI.1 Kesimpulan
Dari percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Pegas memiliki nilai tetapan yang dituliskan dengan simbol k
2. Pegas juga memiliki nilai massa efektif yang dituliskan dengan simbol
mef
3. Gravitasi yang didapatkan dalam percobaan yaitu 936,45 m/s2, sedangkan
literatur gravitasi yaitu antara 980 – 1000 m/s2
4. Konstanta pegas yang didapatkan dalam percobaan yaitu 9126,67 gr/s2
5. Massa ekektif pegas yang didapatkan dalam percobaan yaitu -3,9675 gr
VI.I Saran
1.
Ketika akan melakukan percobaan, alangkah lebih baik kita harus
mengetahui materi mengenai tetapan pegas.
2.
Lakukanlah pengukuran lebih dari dua kali agar mendapatkan hasil yang
lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor
http://ihavethisstory.blogspot.com/2013/02/munculnya-rumus-hukum-hooke.html
http://www.slideshare.net/hanifahipeh/laporan-praktikum-fisika-dasar-tetapanpegas
LAMPIRAN
Tugas Akhir
1. Dari percobaan A tentukan harga G menggunakan persamaan (8)
Jawab :
Dik : t = 4,4 s
l=¿ 36,5 cm
Jumlah getaran = 5 getaran
t
4,4
T = Σ getaran = 5 =0,88 s
Dit : g ?
Jawab :
l
T =2 π 2 g
√
T 2=4 π
l
2g
2 g=π r 2 T 2=4 π 2 l
2 g=
g=
¿
4 π2 l
T2
2 πl
T2
2 x 3,142 x 36,5 719,75
= 0,77 =937,74 cm/s 2
0,882
2. Dari percobaan B tentukan harga k dengan menggunakan persamaan (2)
Gunakan dua cara yaitu :
1) Dengan menggunakan grafik (metode kwadrat terkecil)
2) Dengan merata – ratakan harga k tiap kali penambahan beban
3) Dari percobaan C buat grafik antara T2 terhadap M dan dari grafik
ini tentukan harga k dan massa efektif pegas (gunakan metode
kwadrat terkecil)
4) Pada umumnya hasil yang diperoleh untuk harga k dari percobaan
B dan C berbeda. Apakah penyebabnya ? Terangkan !
Jawab :
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
X (cm)
0
0,8
1,4
2,1
K (gr/s²)
0
8428,05
9498,28
9453,68
9126,67
1) Metode kwadrat terkecil
61.2
( 61.2 ,7.2 , 14.2,21.2 ) 7.2 ( k )= ( 61.2 , 7.2,14.2, 21.2 )
14.2
21.2
( )
0
0.8
1.4
2.1
()
4448 .36 (k) = 7.01
k=
4448.36
7.01
= 634.57 gr/s2
2) Merata – ratakan
k=
¿
mg
x
25,95 x 936,45
1,07
¿ 22711,10 gr /s 2
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
Σgetar
20
t (s)
09.90
10.30
10.90
12.10
T (s)
0,495
0,515
0,545
0,605
Mef (gr)
-4,49
-7,02
-6,66
2,30
-3,9675
61.2
7.2
3) ( 61.2,7.2, 14.2,21.2 ) 14.2 ( k ) =( 61.2,7.2, 14.2,21.2 )
21.2
( )
4) Pada percobaan B merupakan tetapan pegas secara statis. Harga k
didapatkan dengan membandingkan massa (m) dan panjang pegas
(x). sedangkan pada percobaan C merupakan tetapan pegas secara
dinamis. Harga k didapatkan dengan membandingkan massa (m)
dengan periode (T)
PENDAHULUAN
I.1.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Pengukuran dasar waktu
2. Mencari ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke
3. Menentukan masa efektif pegas
I.2.
Dasar teori
Pegas merupakan benda berbentuk spiral yang terbuat dari logam. Pegas
sendiri mempunyai sifat elastis. Maksudnya ia bisa mempertahankan bentuknya
dan kembali ke bentuk semula setelah diberi gaya. Gaya pegas dapat didefinisikan
sebagai gaya atau kekuatan lenting suatu pegas untuk kembali ke posisi atau
bentuk semula. Elastis adalah kemampuan benda untuk kembali ke bentuk semula
setelah gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Ketika pegas ditarik yang berarti
ada gaya luar yang bekerja maka ia akan molor atau memannjang. Ketika gaya
luar itu dihilangkan ia akan kembali ke bentuk semula.
Jika sebuah pegas diberi gaya berat dengan besar tertentu, maka secara
otomatis pegas tersebut akan mengalami pertambahan panjang. Hubungan antara
besar gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas adalah
konsep dasar dari hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan
mengenai gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah
pegas. Sifat elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali kebentuk
semula.
HUKUM HOOKE
Bunyi hukum Hooke adalah sebagai berikut :
“ Bila pada sebuah pegas bekerja sebuah gaya, maka pegas tersebut akan
bertambah panjang sebanding dengan besarnya gaya yang mempengaruhi pegas
tersebut”
Sesuai dengan hukum Hooke tersebut, maka besar gaya berat (F) yang
diberikan akan sebanding dengan pertambahan panjang pegas (x). Sehingga dapat
digambarkan dengan grafik HUBUNGAN antara F-x yaitu semakin besar gaya
berat yang diberikan, maka semakin besar pula grafik tersebut menunjukan
pertambahan panjang pada pegas. Dan secara sistematis, hukum Hooke dapat
dituliskan dengan persamaan :
F = - k . x ………………………………… (1)
Dengan : F = gaya yang bekerja pada pegas (N)
k = konstanta pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m).
Konstanta pegas merupakan suatu angka tertentu yang menjadi salah satu
karakteristik suatu pegas. Jika sebuah pegas yang diberikan beban M dan
digantungkan secara vertical maka akan berlaku hubungan :
Mg = kx ………………………………….. (2)
Yang artinya bahwa gaya pegas F = - kx diimbangi oleh gaya gravitasi
Mg, sehingga massa M tetap dalam keadaan setimbang pada simpangan pegas x.
Jika g, M, dan x dapat diketahui/diukur, maka konstan pegas dapat dihitung. Cara
seperti ini disebut cara statis. Jika M tergantung pada pegas dalam keadaan
setimbang, lalu kita simpangkan, misalnya dengan menarik massa M ke bawah,
dan kita lepaskan kembali, maka pada saat dilepaskan ada gaya pegay yang
bekerja pada benda, yang benda bergerak mula – mula kea rah titik setimbang
semula dan selanjutnya massa M akan bergerak harmonic. Gaya pegas ini
menyebabkan benda mendapat percepatan yang arahnya selalu menuju ke titik
setimbangnya yang diungkapkan dalam persamaan
Ma = - kx ………………………………… (3)
Persamaan diatas berlaku jika massa pegas diabaikan. Gerak harmonik yang
dilakukan massa M mempunyai periode
T =2 π
√
M
…………………………...……. (4)
k
Sebenarnya pegas ikut bergerak harmonik, hanya saja bagian yang dekat
dengan massa M amplitudonya besar sesuai dengan amplitude gerak harmonik
massa M, tetapi bagian yang jauh dari massa M mempunyai amplitude yang kecil,
malahan ujung pegas yang jauh dari massa M merupakan bagian yang tidak ikut
bergerak. Dengan demikian sebenarnya massa pegas tidak dapat diabaikan hanya
saja kalau harus diperhitungkan, harga sebagian saja massa pegas yang perlu
diperhitungkan sehingga persamaan (4) dapat dituliskan kembali :
T =2 π
√ Mk =2 π √
M + M ef
…………………. (5)
k
M = massa yang tergantung pada pegas
Mef = massa efektif pegas, yaitu sebagian dari massa pegas yang efektif bergerak
harmonic bersama – sama M. (0 < mef < mpegas ). Harga k dan mef dapat ditentukan
dari grafik T2 terhadap M (gunakan metode kwadrat terkecil). Untuk menghitung
k dengan cara statis diperlukan harga g. g dapat ditentukan dengan percobaan
getaran zat cair dalam pipa U. jika zat cair pada salah satu pipa U disimpangkan
sejauh x, dari titik setimbangnya maka beda tinggi zat cair pada kedua kaki pipa U
adalah 2x.
Ini menyebabkan sistem tidak seimbang yaitu ada
gaya yang menyebabkan seluruh zat cair bergerak
harmonik sebesar :
F = -2 x Asg ………………………….. (6)
A = luas penampang kolom zat cair
s = massa jenis zat cair
g = percepatan gravitasi
sesuai dengan hukum Newton : F = ma, didapatkan
ma = -2 Asg ……………………..…… (7)
m = massa seluruh zat cair
l
periode getar harmonik adalah T =2 π
……………………….…. (8)
2g
√
BAB II
ALAT DAN BAHAN
II.1.
Alat yang digunakan
1. Statip
2. Stopwatch
3. Skala baca
4. Pipa U berisi cairan
5. Meteran
II.2.
Bahan yang digunakan
1. Ember tempat beban
2. Beban – beban tambahan
BAB III
METODE PERCOBAAN
III.1. Menentukan g dari getaran kolom zat cair
1.
Dicatatlah dahulu suhu ruangan pada awal dan ahir percobaan
2.
Diukurlah panjang kolom zat cair menggunakan meteran 10 kali
3.
Buatlah kedudukan zat cair pada salah satu kaki pipa U lebih tinggi dan
kemudian lepaskan. Zat cair akan melakukan gaya harmonik
4.
Dicatatlah waktu yang diperlukan untuk melakukan 5 getaran penuh
5.
Diulangi no. 3 dan 4 beberapa kali (3 kali)
III.2. Menentukan pagas secara statis
1.
Digantungkanlah ember kosong pada pegas, catat kedudukan jarum
petunjuk pada skala (tabel)
2.
Ditambahkanlah setiap kali keping – keping beban dan ini menyebabkan
pegas terantang. Catat pula tiap – tiap perubahan beban dan perubahan
panjang pegas
3.
Selanjutnya kurangi keping – keping beban dan catatlah pula kedudukan
jarum petunjuk
4.
Ditimbanglah massa ember, tiap – tiap beban dan pegas (ingat nomor urut
tiap – tiap beban)
III.3. Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara
dinamis
1.
Ember kosong digantung pada pegas, kemudian digetarkan. Usahakan
getaran ayunan dari ember tidak goyang ke kanan/ke kiri
2.
Ditentukanlah waku getar dari 20 kali ayunan. Catat massa tiap beban
untuk waktu yang sesuai
3.
Ditambahkanlah beban dalam ember dan sekali lagi ayunkan untuk 20
kali ayunan penuh. Ulangi ini untuk tambahan beban yang lain (buat
tabel). Ingat nomor urut beban.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
IV.1. Data Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan
tanggal 23 Desember 2014, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut :
Keadaan ruangan
Sebelum percobaan
Sesudah percobaan
T (oC)
27oC
27oC
P (cm)Hg
75,55 Hg
75,55 Hg
C (%)
66 %
68 %
1. Menentukan Gravitasi
No
1
2
3
´x
ΣGetar
l (cm)
5 getaran
36,5
t (s)
04.10
04.60
04.50
T (s)
0,82
0,92
0,90
g cm/s²
1070,42
850,36
888,58
936,45
2. Menentukan tetapan pegas
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
X (cm)
0
0,8
1,4
2,1
K (gr/s²)
0
8428,05
9498,28
9453,68
9126,67
3. Menentukan tetapan pegas
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
Σgetar
20
t (s)
09.90
10.30
10.90
12.10
T (s)
0,495
0,515
0,545
0,605
Mef (gr)
-4,49
-7,02
-6,66
2,30
-3,9675
Diketahui :
1.
2.
3.
4.
5.
Massa ember : 61,2 gram
Massa pegas : 9,9 gram
Massa keping 1 : 7,2 gram
Massa keping 2 : 7,0 gram
Massa keping 3 : 7,0 gram
IV.2 Perhitungan
1. Menentukan gravitasi
l
T =2 π 2 g
l
T ²=2 π ²
2g
l
T ²=2 π
2g
2 π ²l
g=
T²
2π ²l
g1 =
T²
√
Rumus :
g2 =
2 x 3,142 x 36,5
0,92²
¿ 850,36 m/s 2
2 x 3,142 x 36,5
0,82²
¿ 1070,4 m/s 2
¿
¿
g3 =
2π ²l
T²
2π ²l
T²
2 x 3,142 x 36,5
¿
0,90²
¿ 888,58 m/s 2
2. Menentukan Tetapan Pegas
m. g
Rumus : k = x
m.g
k1 =
x
7,2 x 936,45
¿
0,7
¿ 9632,06 gr /s 2
m.g
x
14,2 x 936,45
¿
1,4
¿ 9498,28 gr /s 2
k 2=
m. g
x
21,2 x 936,45
¿
2,1
k3 =
¿ 10212,57 gr /s 2
3. Menentukan massa efektif pegas
kxT²
Rumus : Mef = 4 π ² −M
kxT²
Mef 1 =
−M
4π²
9780,97 x 0,4952
−61,2
4 x 3,14 2
¿−4,49 gr
¿
Mef 3 =
¿
kxT²
−M
4π²
9780,97 x 0,5452
−75,4
4 x 3,14 2
¿−6,66 gr
Mef 2 =
¿
kxT²
−M
4π²
9780,97 x 0,5152
−68,2
4 x 3,14 2
¿−7,02 gr
Mef 4=
¿
k xT ²
−M
4π ²
9780,97 x 0,6052
−82,4
4 x 3,14 2
¿ 2,30 gr
BAB V
PEMBAHASAN
Jika sebuah pegas diberi gaya berat dengan besar tertentu, maka secara
otomatis pegas tersebut akan mengalami pertambahan panjang. Hubungan antara
besar gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas adalah
konsep dasar dari hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan
mengenai gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah
pegas. Sifat elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali kebentuk
semula.
F = - k . x ………………………………… (1)
Dengan : F = gaya yang bekerja pada pegas (N)
k = konstanta pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m).
Jika gaya F ditimbulkan oleh massa benda maka F = gaya berat = m.g
Dengan membuat grafik antara pertambahan beban m dan perpanjangan pegas x,
maka :
g x
g
m
=
n= maka diperoleh n= .
k m jika
k
k
Jika suatu pegas diberikan beban kemudian beban itu ditarik dalam keadaan
seimbangnya lalu dilepaskan, maka benda diujung pegas ini akan bergetar
(berosilasi). Diperoleh :
4 π2
T= k m
Dengan m = Mbeban + Member + f.Mpegas
f= faktor efektif pegas dengan harga (0 < f < 1)
f M pegas = massa efektif pegas
jadi :
4 π2
T 2= k ( M beban + M ember +fM pegas )
Dari persamaan – persamaan sebelumnya maka diperoleh :
4 π2 n m
T = g
2
Dalam percobaan diatas ada yang menentukan nilai gravitasi, literatur
gravitasi adalah 980-1000 m/s2. Dalam percobaan ini diperoleh nilai gravitasinya
adalah 936,45 m/s2, nilai yang didapat tidak termasuk kedalam rentang literatur
gravitasi yang biasa dipakai oleh para ilmuan, mengapa terjadi demikian, hal itu
terjadi sebenarnya bukan karena kesalahan peneliti melainkan bisa karena kondisi
alat yng digunakan kurang baik atau dalam praktiknya ada beberapa metode yang
kurang pas seperti dalam halnya ketika menarik pegas, bisa saja pegas itu tidak
dalam keadaan lurus ketika diregangkan, bisa bergerak ke kiri/ke kanan. Karena
nilai gravitasi yang kurang dari rentang literatur yang biasa dipakai, menyebabkan
nilai massa efektif pegas menjadi negatif (-), akan tetapi bila kesalahan yang
menyebabkan nilai gravitasi yang tidak sesuai tidak terjadi, nilai massa efektif
pegas akan bernilai positif (+).
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
VI.1 Kesimpulan
Dari percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Pegas memiliki nilai tetapan yang dituliskan dengan simbol k
2. Pegas juga memiliki nilai massa efektif yang dituliskan dengan simbol
mef
3. Gravitasi yang didapatkan dalam percobaan yaitu 936,45 m/s2, sedangkan
literatur gravitasi yaitu antara 980 – 1000 m/s2
4. Konstanta pegas yang didapatkan dalam percobaan yaitu 9126,67 gr/s2
5. Massa ekektif pegas yang didapatkan dalam percobaan yaitu -3,9675 gr
VI.I Saran
1.
Ketika akan melakukan percobaan, alangkah lebih baik kita harus
mengetahui materi mengenai tetapan pegas.
2.
Lakukanlah pengukuran lebih dari dua kali agar mendapatkan hasil yang
lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor
http://ihavethisstory.blogspot.com/2013/02/munculnya-rumus-hukum-hooke.html
http://www.slideshare.net/hanifahipeh/laporan-praktikum-fisika-dasar-tetapanpegas
LAMPIRAN
Tugas Akhir
1. Dari percobaan A tentukan harga G menggunakan persamaan (8)
Jawab :
Dik : t = 4,4 s
l=¿ 36,5 cm
Jumlah getaran = 5 getaran
t
4,4
T = Σ getaran = 5 =0,88 s
Dit : g ?
Jawab :
l
T =2 π 2 g
√
T 2=4 π
l
2g
2 g=π r 2 T 2=4 π 2 l
2 g=
g=
¿
4 π2 l
T2
2 πl
T2
2 x 3,142 x 36,5 719,75
= 0,77 =937,74 cm/s 2
0,882
2. Dari percobaan B tentukan harga k dengan menggunakan persamaan (2)
Gunakan dua cara yaitu :
1) Dengan menggunakan grafik (metode kwadrat terkecil)
2) Dengan merata – ratakan harga k tiap kali penambahan beban
3) Dari percobaan C buat grafik antara T2 terhadap M dan dari grafik
ini tentukan harga k dan massa efektif pegas (gunakan metode
kwadrat terkecil)
4) Pada umumnya hasil yang diperoleh untuk harga k dari percobaan
B dan C berbeda. Apakah penyebabnya ? Terangkan !
Jawab :
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
X (cm)
0
0,8
1,4
2,1
K (gr/s²)
0
8428,05
9498,28
9453,68
9126,67
1) Metode kwadrat terkecil
61.2
( 61.2 ,7.2 , 14.2,21.2 ) 7.2 ( k )= ( 61.2 , 7.2,14.2, 21.2 )
14.2
21.2
( )
0
0.8
1.4
2.1
()
4448 .36 (k) = 7.01
k=
4448.36
7.01
= 634.57 gr/s2
2) Merata – ratakan
k=
¿
mg
x
25,95 x 936,45
1,07
¿ 22711,10 gr /s 2
No
1
2
3
4
´x
Massa (gr)
61,2
7,2
14,2
21,2
Σgetar
20
t (s)
09.90
10.30
10.90
12.10
T (s)
0,495
0,515
0,545
0,605
Mef (gr)
-4,49
-7,02
-6,66
2,30
-3,9675
61.2
7.2
3) ( 61.2,7.2, 14.2,21.2 ) 14.2 ( k ) =( 61.2,7.2, 14.2,21.2 )
21.2
( )
4) Pada percobaan B merupakan tetapan pegas secara statis. Harga k
didapatkan dengan membandingkan massa (m) dan panjang pegas
(x). sedangkan pada percobaan C merupakan tetapan pegas secara
dinamis. Harga k didapatkan dengan membandingkan massa (m)
dengan periode (T)