Karya tulIS template STE (1)

1

KARYA TULIS
“MENENTUKAN NILAI PERCEPATAN GRAVITASI BUMI
DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM BANDUL SEDERHANA”
(karya Steven Mulia Dharma)

KARYA TULIS
Diajukan kepada SMA Ehipassiko School BSD
Tangerang Selatan Kelas XI MIA untuk memenuhi
persyaratan Karya Tulis Ilmiah.

Disusun oleh :
STEVEN MULIA DHARMA
NIS. 013.14.10,014

SMA EHIPASSIKO SCHOOL BSD
TANGERANG 2015

LEMBAR PENGESAHAN

i

LEMBAR PERNYATAAN

ii

LEMBAR PENGESAHAN

iii

MOTO HIDUP

iv

KATA PENGANTAR

v

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Semua hal tidak lepas dari gravitasi. Bumi adalah planet ke 3 dari
sistem tata surya, seperti halnya planet bumi memiliki suatu percepatan
gravitasi yang menyebabkan manusia yang berada di dalamnya tetap di
permukaan kerak bumi. Percepatan gravitasi juga memengaruhi berat dari
suatu benda, perbedaan percepatan gravitasi dapat membuat suatu benda
menjadi lebih berat atau lebih ringan. Dalam kehidupan sehari-hari
percepatan gravitasi memiliki peranan penting dalam mempermudah
aktivitas manusia diantaranya berjalan, berlari, mengendarai mobil,
membuang sampah, dan beberapa olahraga seperti terjun payung,
paralayang, bunggie jumping, paragliding, dan loncat indah.
Percepatan adalah penambahan kecepatan per satuan waktu, umumnya
percepatan dilihat sebagai gerakan suatu objek yang semakin cepat.
Pengertian dari percepatan juga mengacu terhadap hukum Newton 2 dimana
Newton menyebutkan dalam hukum keduanya “percepatan yang dihasilkan
oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan
resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan
massa

benda.”

Dapat

dirumuskan

a=

∑F
m .Sedangkan

(http://rumushitung.com/2013/07/01/rumus-gaya-gravitasi/)

menurut
percepatan

gravitasi adalah percepatan yang timbul akibat adanya gravitasi. Percepatan
gravitasi merupakan kelompok besaran vektor, sehingga percepatan
memiliki nilai dan arah. Satuan SI(Standart Internasional) untuk percepatan

adalah meter per detik kuadrat (m . s−2 ¿.
Nilai dari percepatan gravitasi dapat ditentukan dari berbagai cara
contohnya adalah ayunan harmonik sederhana dan gerak jatuh bebas. Pada
penelitian kali ini peneliti akan menggunakan sistem ayunan harmonik
sederhana.

1

Menurut Rully Bramasti (2002:20) ayunan sederhana adalah
ayunan yang terdiri atas beban yang di ikat pada benang di
simpangkan dengan sudut θ tertentu sehingga ayunan tersebut
melakukan gerakan bolak balik sepanjang lintasan, ayunan sederhana
disebut juga bandul sederhana.
konsep ini adalah suatu metode untuk mencari nilai dari periode namun
pada kesempatan kali ini peneliti akan menggunakan konsep ini sebagai
cara untuk menentukan nilai dari percepatan gravitasi karena dalam
penentuan periode dengan menggunakan sistem bandul terdapat tetapan
dari gravitasi.
Dengan menggunakan sistem bandul sederhana untuk menentukan nilai
dari percepatan gravitasi dibutuhkan panjang tali atau benang (l) dalam

meter, Periode (T) dalam sekon. Karena dirasa sistem ini adalah sistem
yang paling sederhana maka peneliti ingin menentukan nilai percepatan
gravitasi menggunakan sistem bandul sederhana

1.2

Perumusan Masalah
Dari uraian latar belakang di atas dirumuskan masalah-masalah sebagai
berikut :

1. Apakah periode yang di tempuh ayunan berpengaruh terhadap nilai
percepatan gravitasi?

2. Apakah panjang tali berpengaruh terhadap penentuan nilai
percepatan gravitasi?

3. Berapakah nilai percepatan gravitasi?
1.3

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Sebagai pemenuhan tugas Bahasa Indonesia
2. Untuk mengetahui pengaruh massa pada beban terhadap nilai
percepatan gravitasi.
3. Untuk mengetahui pengaruh panjang tali dalam penentuan nilai
percepatan gravitasi

2

4. Untuk mengetahui besaran gravitasi dengan menggunakan sistem
bandul sederhana

1.4

Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1.

Bagi peneliti
a. Agar peneliti tahu cara menentukan nilai percepatan gravitasi

menggunakan sistem bandul.
b. Agar peneliti dapat menentukan nilai percepatan gravitasi
menggunakan sistem bandul.

2.

Bagi pembaca
a. Menambah ilmu dalam pencarian nilai percepatan gravitasi
menggunakan sistem bandul.
b. Dapat menjadi bahan eksperimen baru dalam menentukan nilai
percepatan gravitasi.

1.5

Hipotesis
Bahwa massa benda dalam pengukuran tidak berpengaruh terhadap
nilai percepatan gravitasi. Panjang tali akan berpengaruh terhadap besarnya
periode tetapi juga berpengaruh terhadap nilai percepatan gravitasi.

3

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1

Kerangka Teori
Sistem bandul sederhana atau sistem ayunan harmonik sederhana
sangat berkaitan erat dengan nilai gravitasi, karena adanya hubungan ini
peneliti akan menentukan nilai dari percepatan gravitasi menggunakan
sistem bandul sederhana atau ayunan harmonik sederhana. Percepatan
adalah penambahan kecepatan per satuan waktu yang berarti kecepatan akan
bertambah setiap detik atau setiap satuan waktu. Gravitasi adalah sebuah
gaya,
menurut Rully Bramasti (2002:84) gaya adalah besaran yang
menyebabkan benda bergerak. Gaya searah dengan kecepatan dan
merupakan besaran vektor. Bermacam-macam bentuk gaya yaitu gaya
berat, gaya listrik, gaya magnet, dan sebagainya. Satuan SI yang
digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton (dilambangkan dengan
N). Berdasarkan hukum kedua Newton, seuah benda dengan massa
konstan akan dipercepat sebanding dengan gaya netto yang bekerja

padanya dan berbanding terbalik dengan massanya.
Percepatan yang timbul akibat adanya gaya gravitasi disebut
percepatan gravitasi, dengan adanya percepatan gravitasi ini setiap benda
yang bermassa akan saling berinteraksi berupa gaya tarik menarik di antara
keduanya. Jika benda semakin mendekati medan gravitasi maka nilai dari
percepatannya semakin besar dan sebaliknya semakin menjauhi medan
gravitasi maka nilai dari percepatan gravitasinya semakin kecil. Percepatan
gravitasi bumi dipengaruhi banyak faktor salah satunya adalah ketinggian
permukaan di kerak bumi karena semakin tinggi dari permukaan semakin
menjauhi medan gravitasi artinya nilai percepatan gravitasinya semakin
kecil. Dengan adanya percepatan ini maka setiap benda yang berada di
permukaan bumi akan tertarik ke dalam pusat gravitasi bumi, dengan
konsep ini maka benda yang memiliki massa jika digantungkan dengan
sebuah tali dengan panjang tertentu dan ujung tetap di tarik dengan sudut

4

tertentu lalu dilepaskan maka benda tersebut akan melakukan ayunan bolakbalik yang disebut ayunan harmonik sederhana.
Gaya mempengaruhi percepatan gravitasi dan percepatan gravitasi
mempengaruhi ayunan harmonik maka ayunan harmonik juga dipengaruhi

oleh gaya, gaya yang bekerja pada ayunan salah satunya adalah gaya
pemulih, pendapat ini di perkuat oleh pendapat Kanginan Menurut
Kanginan (2014:171) “gaya yang besarnya sebanding dengan simpangan
dan selalu berlawanan arah dengan arah simpangan (posisi) disebut sebagai
gaya pemulih.” Berdasarakan torema Newton tentang kesetimbangan
peneliti berpendapat ada pun gaya lain yang mempengaruhi suatu ayunan
yaitu gaya gesek, gaya gesek yang terjadi antara tali dengan udara
mempengaruhi lamanya ayunan tersebut, semakin kecil gaya geseknya
maka ayunan akan berayun semakin lama

5

Gambar

2.1

Gerakan

bandul

(sumber

http://www.rumus-

fisika.com/wp-content/uploads/2013/11/Pengertian-Getaran.jpg)

Ayunan yang terjadi menimbulkan frekuensi atau banyaknya ayunan
atau getaran yang terjadi dalam 1 detik hal ini dikemukakan oleh penemu
dari frekuensi yaitu Heinrich Rudolf Herzt maka satuan dari frekuensi
adalah Herzt (Hz), sedangkan besarnya frekuensi berbanding terbalik
dengan periode atau waktu yang ditempuh benda dalam 1 ayunan atau
getaran. Berdasarkan gambar 2.1 satu getaran bandul adalah saat bandul
berada di a berayun sampai ke titik c dan kembali ke posisi titik a dengan
lintasan a-b-c-b-a. Dalam penentuan nilai percepatan gravitasi dapat
menggunakan

besarnya

frekuensi

maupun

besarnya

periode

pada

kesempatan kali ini peneliti akan menggunakan periode untuk penentuan
nilai percepatan gravitasi karena dalam penentuan nilai periode (T) terdapat
l
tetapan gravitasi hal ini di perkuat oleh rumus T =2 π
dimana T adalah
g

√

periode, l adalah panjang tali , dan g adalah percepatan gravitasi. Periode
pada ayunan dapat ditentukan dengan cara menghitung lamanya benda
untuk menempuh 1 getaran. Faktor yang mempengaruhi lamanya benda
tersebut adalah panjang tali, semakin panjang tali tersebut maka semakin
lama benda tersebut menempuh 1 getaran sebaliknya semakin pendek tali
tersebut maka semakin cepat benda tersebut menempuh 1 ayunan.
Percepatan gravitasi di berbagai tempat berbeda nilainya menurut
kesepakatan para ahli bahwa tetapan rata-rata percepatan gravitasi di bumi

6

yaitu 9,8

m
s2

dan ilmuwan pertama yang mengukur percepatan gravitasi

adalah Sir Issac Newton. Pada penentuan percepatan gravitasi menggunakan
sistem ayunan harmonik sederhana ini terdapat faktor-faktor yang
menyebabkan nilai dari pengukuran tidak tepat 9,8

m
faktor faktor-nya
s2

antara lain terdapat gaya gesek antara tali dengan udara yang menyebabkan
ayunan bergerak lebih lambat, alat ukur yang kurang presisi, dan
penghitungan nilai dari alat ukur tersebut.

BAB III
METODE PENELITIAN
3.1

Waktu dan tempat penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di bulan februari 2016. Waktu yang
dibutuhkan peneliti satu hari. Tempat penelitian di Sekolah SMA
Ehipassiko School BSD. Penelitian dilakukan pada tanggal 02 maret 2016.

3.2

Subjek Penelitian
Subjek penelitian ini adalah beban yang di gantungkan ke statif
dan di tarik dengan sudut tertentu sehingga menimbulkan sebuah ayunan
harmonik sederhana.

3.3

Alat dan Bahan
Dalam penelitan kali ini alat yang di pakai di antara lain :
A.

Stopwatch

7

Gambar 3.1
Kegunaan Stopwatch untuk mengukur waktu yang perlukan ayunan
berayun

B.

Statif

8

Gambar 3.2
Kegunaan statif sebagai tempat berayun nya beban

C.

Dasar Statif

9

Gambar 3.3
Dasar statif digunakan sebagai dasar awal sebagai penopang
D.

Beban 25 g

Gambar 3.4
E.

3.4

Benang 100 Cm , 75 Cm, 50Cm, 25Cm

Metode Penelitian
Dalam penelitian ini, penulis menggunakan metode deskriptif
kuantitatif. Penelitan di lakukan dengan percobaan peneliti sendiri

3.5

Teknik pengumpulan data
Teknik pengumpulan data yang penulis lakukan adalah teknik
observasi. Menurut Hariwijaya (2004:44).

10

“Observasi ialah metode pengumpulan data secara sistematis
melalui pengamatan dan pencatatan terhadap fenomena yang di teliti.
Dalah artian luas observasi berarti pengamatan yang di laksanakan
secara tidak langsung dengan menggunakan alat-alat bantu yang sudah
dipersiapkan sebelumnya.
Dari penjelasan di atas maka peneliti akan melakukan penelitian
terhadap ayunan yang sudah di persiapkan sebelumnya oleh peneliti.
3.6

Teknik Analisis Data
Dalam penelitian ini teknik analisis data dengan cara pembacaan
tabel dan menarik nilai rata-rata dari data yang sudah ada.

3.7

Prosedur penelitian
1.

Sambungkan statif dengan dasar statif menggunakan penyambung

2.

Ikat benang pertama sepanjang 100Cm ke beban 25 g

3.

Ikat benang yang sudah terdapat beban ke penyangga

4.

Tarik beban dengan sudut tertentu dengan keadaan benang tidak
melengkung

5.

Lepas kan beban bersamaan mulai mengihitung menggunakan
stopwatch

6.

Hitung lamanya beban menempuh 1 atau lebih ayunan

7.

Lakukan hal yang sama menggunakan benang dengan panjang
75Cm, 50Cm, 25Cm

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

11

4.1 Hasil
Penelitian kali ini dilakukan terhadap 4 panjang tali yang berbeda
100cm, 75cm, 50cm, 25cm dengan beban yang sama yaitu 25 g dan di
ayunkan sebanyak 5 periode untuk masing masih panjang tali.
Dari penjabaran di atas di tentukan lah data sebagai berikut :
a. Panjang tali 100 cm
Periode ke-

waktu yang di tempuh (s)

1

2s

2

4,2 s

3

6,2 s

4

8,4 s

5

10,4 s

b. Panjang tali 75 cm
Periode ke-

Waktu yang di tempuh (s)

1

1,8 s

2

3,4 s

3

5,2 s

4

7s

5

8,6 s

c. Panjang tali 50 cm
Periode ke-

Waktu yang di tempuh

1

1,4 s

12

2

2,8 s

3

4,4 s

4

5,8 s

5

7,2 s

d. Panjang tali 25 cm
Periode ke -

Waktu yang di tempuh
1

0,9 s

2

2,2 s

3

3,2 s

4

4,2 s

5

5s

4.2 Perhitungan
Dengan menggunakan data di atas dan dengan hubungan antara
l
periode dengan percepatan gravitasi atau dengan rumusan T =2 π
atau
g

√

g=

4 π 2l
maka dapat di perhitungkan nilai dari percepatan gravitasi dari
T2

setiap variable dengan nilai (l) atau panjang tali dimeterkan dan besar nilai
phi( π ) = 3,14 dan periode waktu yang di tempuh satu ayunan maka
diperoleh data sebagai berikut.

a. Panjang tali 100cm (1m)
Periode ke-

Perhitungan

13

Nilai g

4 ( 3,142 ) 1
22
39,43
g=
4

g=
1

g=9,85

m
s2

4 ( 3,142 ) 1
g=
2
( 4,2: 2)
2

39,43
g=
4,41
4 ( 3,142 ) 1
g=
( 6,2:3)2

3

g=
g=
4

g=

g=9,224

m
s2

g=8,934

m
s2

39,43
4,41

4 ( 3,142 ) 1
g=
(10,4 :5)2

5

m
s2

39,43
4,25

4 ( 3,142 ) 1
2
(8,4 : 4)

g=

g=8,934

g=9,106

m
s2

39,43
4,32
g=9,21003

Rata-rata

m
s2

b. Panjang tali 75cm (0,75m)
Periode ke-

perhitungan
4 ( 3,142 ) 0,75
1,82
29,55
g=
3,24
g=

1

g=
2
g=
3

g=9,120

m
s2

g=10,22

m
s2

g=9,835

m
2
s

29,55
2,89

g=

14

4 ( 3,142 ) 0,75
( 3,4 :2)2

Nilai g

4 ( 3,142 ) 0,75
2
(5,2:3)

g=

29,55
2,99

g=
4
g=

g=
Rata-rata

15

g=9 , 648

m
s2

g=9,988

m
s2

g=9,763

m
s2

29,55
3,06

g=
5

4 ( 3,142 ) 0,75
2
(7 : 4)

4 ( 3,142 ) 0,75
( 8,6 :5)2

29,55
2,95

16