Laporan Praktikum Redaman Pegas Indonesia
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM
FISIKA DASAR II
“REDAMAN PADA PEGAS”
Tanggal Pengumpulan
: 29 Maret 2016
Tanggal Praktikum
: 22 Maret 2016
Waktu Praktikum
: 13.30-16.00 WIB
Nama
: Annisa Febriana
NIM
: 11150163000073
Kelompok/Kloter
: 4 (Empat)/2 (Dua)
Nama Anggota
:
1. Nia (11150163000059)
Kelas
: Pendidikan Fisika 2 B
LABORATORIUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2016
REDAMAN PADA PEGAS
A. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Menentukan jenis redaman
2. Memahami materi redaman dengan praktek
3. Menentukan koefisien redaman b
4. Menganalisis perbandingan redaman disetiap cairan
B. DASAR TEORI
Banyak benda berosilasi yang gerak bolak-baliknya tidak tepat sama karena
gaya gesekan melesapkan tenaga geraknya. Dawai biola akhirnya berhenti bergetar
dan bandul akhirnya berenti berayun. Gerak semacam ini disebut gerak harmonik
teredam (dampet). Walaupun pada kebanyakan benda tidak dapat menghindari
geseka, dapat meniadakan efek redamannya dengan menambahkan tenaga ke dalam
sistem yang berosilasi untuk mengisi kembali tenaga yang terisipasi oleh gesekan.
Pegas utama dalam aloji dan beban yang berayun pada bandul jam memberikan
tenaga eksternal untuk maksud di atas, sehingga sistem yang berosilasi , yaitu roda
keseimbangan atau bandul, seolah-olah bergerak tanpa redaman (Halliday, 2010:
442).
Suatu benda bergerak bolak-balik terhadap suatu titik tertentu (titik
setimbang), maka benda tersebut dinamakan bergetar atau disebut juga berosilasi atas
vibrasi (geteran). Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah gerak tersebut
bersifat periodik , yaitu berulang-ulang. Dalam fisika, terdapat bebrapa kasus benda
bergetar, diantaranya adalah Gerak Harmonik Sederhana (simple harmonic
oscillation), gerak harmonik terredam (damped oscillation) contohnya pegas berayun
yang dicelupkan ke dalam air atau prinsip yang di pakai pada kendaraan bermotor
untuk mencegah osilasi berlebih , dan ketiga osilasi dipaksa (fonced oscillation) ,
salah satu contoh osilasi dipaksa adalah ketika bermain ayunan dimana ayunan
dipaksa berasoilasi dengan menggerakkan kaki. Adapun uraian dari gerak harmonik
terredam yaitu kuat, kritis, dan lemah. Dengan nama istilahnya redaman terlalu rendah
(underdamped), redaman kritis (critical damping) dan redaman berlebihan (over
damping) (Ishaq, 2007 :152) .
Berikut ini gambaran osilator harmonik teredam. Sebuah piringan di
hubungkan pada beban dan di benamkan dalam fluida yang memberikan gaya
redaman (-b dx/dt), gaya pemulih elastiknya adalah (-kx).
Persamaan gerak osilator harmonik sederhana teredam berikan oleh hukum
gerak kedua , F= m.a , dengan F merupakan jumlah dari gaya pemuluh –kx dan gaya
redaman –b dx/dt ; di sini b adalah konstanta postif. Diperoleh bahwa
F = m.a
atau
-kx -b dx/dt = m d2x / dt2
md2x/ dt2 + b dx/dt +kx = 0
atau
Jika b kecil, solusi persamaan diferensial ini adalah
X = Ae –bt/2m cos (w1t + o)
−bt
x= Ae 2 m cos (ωt +ɸ)
2
ω= 2πV = k −( b )
m 2m
√
Berhubungan tetapan redaman dan frekuensi sudut tak teredam maka ketiga fisis itu
bisa juga di sajikan :
a. Getaran terendam kuat
b. Getaran terendam kritis
c. Getaran terendam lemah
C. ALAT DAN BAHAN
N
O
1.
GAMBAR
NAMA ALAT DAN BAHAN
Pegas
2.
Beban
3.
Statif
4
Penggaris
5
Minyak
6
Stopwatch
7.
Gelas beaker
8.
Bejana berisi air
D. LANGKAH PERCOBAAN
Dalam melakukan percobaan ada tiga kali praktikum dengan menggunakan media
berbeda, yaitu tanpa menggunakan media cair, menggunakan air bening, dan
menggunakan minyak bening.
N
O
1
GAMBAR
Praktikum 1
LANGKAH PERCOBAAN
1. Menyiapkan alat dan bahan baku
yang akan di gunakan
2. Memasang pegas pada statif serta
3.
4.
5.
2
Praktikum 2
1.
2.
3.
4.
5.
3
mengaitkan beban dengan massa
yang tekat ditentukan , lalu
berikan tarikan kebawah agar
pegas bergetar
Mengukur terlebih dahulu pegas
(panjang mula-mula sebelum
dikaitkan
massa/beban)
dan
mengukur panjang ketika di
kaitkan beban
Memasang penggaris pada statif
untuk
mengetahui
panjang
simpangan yang terjadi (pastikan
titik nol pada penggaris tepat
dengan pangkal pegas)
Ketika di berikan simpangan pada
pegas, memastikan menggunakan
stopwach untuk mengetahui waktu
yang di perlukan
Langkah 1 dan 2 sama seperti
praktikum 1
Mengisi bejana dengan air bening.
Memastikan ketinggian air di
bejana
setara
dengan
beban(tercelup dengan air)
Mmberikan dorongan pada beban
hingga sampai dasar air (pastikan
tegak lurus antara pegas yang
dikaitkan
beban
dengan
permukaan dasar bejana)
Melepaskan
pelan-pelan
(perlahan) dorongan yang di
berikan agar pegas dapat bergetar
Mengukur
dan
menyatat
simpangan yang terjadi serta
waktu yang di butuhkan ketika
terjadi getaran pada pagas
Praktikum 3
1. Langkah percobaan sama seperti
praktikum 1 (1 dan 2)
2. Mengisi bejana dengan minyak
dengan ketinggian minyak setara
dengan tercelupnya seluruh beban
3. Memasang penggaris pada statif
untuk
mengetahui
panjang
simpangan yang terjadi
4. Memberikan dorongan kepada
beban hingga dasar lalu lepaskan
perlahan-laahn (pastikan untuk
tegak lurus antar pegas beban
dengan dasar bejana). Melakukan
lepasan
bersamaan
dengan
menghidupkan stopwatch
E. DATA PERCOBAAN
Praktikum 1, Saat di udara
Simpangan yang digunakan 16 cm ; massa total = 0,2 kg
No
1
2
3
4
5
Banyaknya getaran
5
10
15
20
25
Simpangan (cm)
38
38
38
36,5
36,5
Waktu ( sekon)
4,81
9,62
14,90
19,86
24,80
Praktikum 2
Simpangan yang digunakan 16 cm
N
o
1
2
3
4
5
Banyaknya getaran
Simpangan (cm)
Waktu ( sekon)
5
10
15
20
25
33
32
31,8
31,7
31,7
4,96
15,33
20,13
25,06
32,62
Praktikum 3
Simpangan yang digunakan
No
1
2
3
4
5
Banyaknya getaran
5
10
15
20
25
Simpangan (cm)
32
32
32
32
32
F. PENGOLAHAN DATA
Percobaan 1
1. Getaran ke-5
t 4,81
T= =
=0,962 ; T 2=0,925 s
n
5
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,53
2 =
0,925
m
T
k 2π 2
7,928
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 0,962 =0,346
b
√
(
2. Getaran ke-10
)
√(
)
Waktu ( sekon)
5,32
10,70
20,12
27,50
32,03
t 9,82
T= =
=0,982 s
n 10
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,182 m
2 =
0,982
T
k 2 π 2 ❑ 8,182
2π 2
b= 4 ( m f ) m − T = 4 0,2 − 0,982 =0,104
b
√
❑
2
(
)
√(
)
3. Getaran ke-15
t 14,90
T= =
=2,98 s
n
15
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=8,95 m
2 =
2,98
T
k 2π 2
8,95
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 14,90 =6,08
b
√
(
)
√(
)
4. Getaran ke-20
t 19,86
T= =
=0,94 s
n
20
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,96 m
2 =
0,94
T
k 2π 2
8,96 2 π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 0,94 =6,08
b
√
(
)
√(
)
5. Getaran ke-25
t 24,80
T= =
=0,99 s ;
n
25
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
= 0,98 =8,05 m
T2
k 2π 2
8,106
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 0,987 =¿0,202
b
√
(
)
√(
Percobaan 2
1. Getaran ke-5
t 5,18
T= =
=1,036 s ; T 2=1,073 s
n
5
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=7,360
2 =
1,073
m
T
)
k 2π 2 ❑
2π 2
2 7,360
b= 4 ( m f ) m − T = 4 .1 0,2 − 1,036 =61,470
b
√
❑
2
(
)
√
(
)
2. Getaran ke-10
t 9,77
T= =
=0,977 s ; T 2=0,955 s
n 10
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=8,268
2 =
0,955
m
T
k 2π 2
8,268
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,977 =69,818
b
√
(
)
√
(
)
3. Getaran ke-15
t 14,42
T= =
=0,961 s ; T 2=0,924 s
n
15
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
= 0,924 =8,545 m
T2
k 2π 2
8,545
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,961 =72,374
b
√
(
)
√
(
)
4. Getaran ke-20
t 17,99
T= =
=0,899 s ; T 2=0,809 s
n
20
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=9,759 m
2 =
0,809
T
k 2π 2
9,759
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,899 =83,612
b
√
(
)
√
(
)
5. Getaran ke-25
t 22,91
T= =
=0,916 s ; T 2=0,840 s
n
25
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=9,400 m
2 =
0,840
T
k 2π 2
9,400
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,916 =80,281
b
√
(
)
√
Percobaan 3
1. Getaran ke-5
t 4,71
T= =
=0,942 s ; T 2=0,887 s
n
5
(
)
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,902
2 =
0,887
m
T
k 2π 2
8,902
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 . 0,952 0,2 − 0,942 =71,896
b
√
(
)
√
(
)
2. Getaran ke-10
t 10,69
T= =
=1,069 s ; T 2=1,143 s
n
10
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
= 1,143 =6,908 m
T2
k 2π 2 ❑
2π 2
2 6,908
b= 4 ( m f ) m − T = 4 . 0,95 0,2 − 1,069 =54,459
b
√
❑
2
(
)
√
(
)
3. Getaran ke-15
t 15,64
T= =
=1,043 s ; T 2=1,087 s
n
15
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=7,264 m
2 =
1,087
T
k 2π 2
7,264
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 . 0,952 0,2 − 1,043 =57,562
b
√
(
)
√
(
)
4. Getaran ke-20
t 19,20
T= =
=0,960 s ; T 2=0,922 s
n
20
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,564 m
2 =
0,922
T
k 2π 2
8,564
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 . 0,952 0,2 − 0,960 =0,73
b
k=
√
(
)
√
(
)
5. Getaran ke-25
t 23,48
T= =
=0,939 s ; T 2=1,28 s
n
25
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
= 0,882 =4,81 m
T2
k 2π 2
8,952
2π 2
b= 4 ( m f ) 2 m − T = 4 .0,95 2 0,2 − 0,939 =0,137
b
√
(
)
√
G. PEMBAHASAN
(
)
Pada umumnya setiap benda yang berosilasi akan berhenti berosilasi jika tidak
digetarkan secara terus menerus. Benda yang pada mulanya bergetar atau berosilasi
bisa berhenti karena mengalami redaman. Redaman bisa terjadi akibat adanya gaya
hambat atau gaya gesekan. Osilasi yang mengalami redaman biasa disebut
sebagai osilasi teredam alias getaran teredam. Dalam beberapa buku digunakan
istilah gerak harmonik teredam.
Jika hambatan atau gesekan cukup kecil maka benda tersebut akan mengalami
redaman. Adanya redaman menyebabkan amplitudo berkurang perlahan-lahan hingga
menjadi nol. Amplitudo berkaitan dengan energi. Berkurangnya amplitudo osilasi
menunjukkan bahwa energi benda yang berosilasi berkurang. Energi ini berubah
menjadi kalor alias panas (kalor ditimbulkan oleh adanya gesekan). Perlu diketahui
bahwa redaman yang dialami oleh benda cukup kecil sehingga untuk kasus seperti ini,
osilasi benda menyerupai gerak harmonik sederhana.
H. TUGAS PASCA PRAKTIKUM
1. Buatlah 3 grafik hubungan antara amplitudo A terdapat t untuk praktikum 1,2, dan
3!
2. Tentukan berapa frekuensi alami pada praktikum 1!
3. Tentukan frekuensi angular pada praktikum 21
4. Tentukan frekuensi angular pada praktikum 3!
5. Tentukan besarnya konstanta redaman b pada praktikum 2&3!
6. Tentukan jenis redaman pada praktikum 2 dan 3!
Jawaban:
1.
SIMPANGAN
Percobaan ke 1
30
25
20
15
10
55
0
4,6
25
20
Hubungan antara amplitudo A terhadap t
15
10
9,1
15,8
AMPLITUDO
16,1
21,22
SIMPANGAN
Percobaan ke 2
30
25
20
15
10
55
0
4,5
25
20
Hubungan amplitudo A
terhadap t
15
10
8,4
13,1
19,6
25,5
AMPLITUDO
SIMPANGAN
Percobaan ke 3
30
25
20
15
10
55
0
4,2
25
20
Hubungan amplitudo A
terhadap t
15
10
9,4
11,5
14,9
17,5
AMPLITUDO
1 K
1 K
Getaran ke 10 f =
2n M
2n M
1
8,33
1
8,18
=
=
2∙ 3,14 0,2 =1,04 Hz
2∙ 3,14 0,2 =1,017 Hz
2. Getaran ke 5f =
√
√
√
√
1 K
1 K
Getaran ke 15 f =
Getaran ke 20 f =
2n M
2n M
1
8,95
=
=
2∙ 3,14 0,2 =1,068 Hz
1
8,96
2∙ 3,14 0,2 =1,07 Hz
1 K
Getaran ke 25 f =
2n M
√
√
√
√
√
=
1
8,05
2∙ 3,14 0,2 =1,014 Hz
√
3. Getaran ke 5
Getaran ke 10
2
2
5,11 ( 2,69 )
k
b
W¿
=
−
0,2 + 4 (0,2)
m
4m
√ √
2
√
2
rad
W¿ k − b = 0,44 s
m
4m
√ √
2
rad
=0,51 s
2
Getaran ke 15 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
Getaran ke 20 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
= 0,46 s
rad
=0,46 s
k
b2
rad
−
=0,46
m
4m
s
√ √
4.Getaran ke 5 W¿ k − b
√m √4
Getaran ke 25 W=
2
2
m
2
Getaran ke 10 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
=0,46 s
2
Getaran ke 15 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
=0,54 s
2
Getaran ke 20 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
=0,54 s
Getaran ke 25 W=
2
2
rad
=0,54 s
k
b2
rad
−
=0,46
m
4m
s
√ √
2
5. Percobaan 2
√ mk7,84−¿ ¿
=0,4
√ 0,2 −¿ ¿
Getaran ke 5
Getaran ke 10 b= 2 m
k
m −¿ ¿
√11,6
=2∙ 0,2
0,2 −¿ ¿
√58−58,2
b= 2 m
=0,4 √ 39,2−39,4
=0,4∙ 0,4=0,16
=0,4 √
=0,4∙ 0,4=0,16
Getaran ke 15 b= 0,4
√
8,52
10,58
Getaran ke 20 b= 0,4
0,2 −¿¿
0,2 −¿ ¿
= 0,4 √ 42,6−28,3
= 0,4∙ 3,78= 1,58
k
Getaran ke 25 b= 2 m
m −¿ ¿
13,52
=0,4
0,2 −¿ ¿
= 0,4 √ 67,6−67,7
=0,4 ∙ 0,31=0,12
√
√
Percobaan 3
√
=0,4 √ 7,9−29,3
=0,4 ∙ 21,4= 8,56
Getaran ke 5 b=2 m
=0,4
√
k
m −¿ ¿
Getaran ke 10 b=2 m
1,47
0,2 −¿ ¿
√ 7,35−3,4
=0,4
=0,4 √
=0,4 ∙ 5,16=2,06
Getaran ke 15 b=2 m
√
0,2 −¿¿
√ 7,35
36,75−37,4
=0,4 √
=0,4 ∙ 0,81=0,32
√ mk −¿ ¿
√ mk −¿ ¿
6,86
=0,4
0,2 −¿ ¿
√ 34,3−34
Getaran ke 20 b=2 m
6,56
0,2 −¿ ¿
=0,4 √ 32,8−30,6
=0,4 ∙ 1,48=0,59
6. Praktikum 2: jenis redaman critical damped
Praktikum 3: jenis redaman over damped
=0,4
√
k
m −¿ ¿
=0,4 √
=0,4 ∙ 0,54=0,21
I. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan ada beberapa sehingga berikut :
1. Konstanta pada masing-masing percobaan berbeda-beda karena perbedaan bahan
yang digunakan atau tingkat kerenggangan pegas.
2. Besarnya gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang pagar (
∆ x ¿ yaitu panjang awal panjang akhir.
J. KOMENTAR
Dalam percobaan yang telah dilaksanakan, ada beberapa yang perlu di perbaiki yaitu
sebagai berikut .
1. Waktu yang disediakan kurang lama, tidak setara dengan banyaknya waktu yang
diperhitungkan.
2. Lebih baik lagi tambahkan corong agar mempermudah untuk menuang minyak
dari gelas ukur ke bejana
3. Sebaiknya ada sebuah alat yang bisa menjepit pegas, karena jika pakai solatif akan
terlepas terutama jika beban yang digunakan berat.
K. DAFTAR PUSAKA
Ishaq , Mohammad, 2007. Fisika Dasar Edisi Kedua, Yogyakarta : Graha Ilmu
Jati dan Priyambodo, 2009, Fisika Dasar untuk Mahasiswa Komputer dan
Informatika, Yogyakarta : Andi
Halliday , dkk, 2010, Fisika Dasar Edisi Ketujuh Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Tiple, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta :
Erlangga
FISIKA DASAR II
“REDAMAN PADA PEGAS”
Tanggal Pengumpulan
: 29 Maret 2016
Tanggal Praktikum
: 22 Maret 2016
Waktu Praktikum
: 13.30-16.00 WIB
Nama
: Annisa Febriana
NIM
: 11150163000073
Kelompok/Kloter
: 4 (Empat)/2 (Dua)
Nama Anggota
:
1. Nia (11150163000059)
Kelas
: Pendidikan Fisika 2 B
LABORATORIUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2016
REDAMAN PADA PEGAS
A. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Menentukan jenis redaman
2. Memahami materi redaman dengan praktek
3. Menentukan koefisien redaman b
4. Menganalisis perbandingan redaman disetiap cairan
B. DASAR TEORI
Banyak benda berosilasi yang gerak bolak-baliknya tidak tepat sama karena
gaya gesekan melesapkan tenaga geraknya. Dawai biola akhirnya berhenti bergetar
dan bandul akhirnya berenti berayun. Gerak semacam ini disebut gerak harmonik
teredam (dampet). Walaupun pada kebanyakan benda tidak dapat menghindari
geseka, dapat meniadakan efek redamannya dengan menambahkan tenaga ke dalam
sistem yang berosilasi untuk mengisi kembali tenaga yang terisipasi oleh gesekan.
Pegas utama dalam aloji dan beban yang berayun pada bandul jam memberikan
tenaga eksternal untuk maksud di atas, sehingga sistem yang berosilasi , yaitu roda
keseimbangan atau bandul, seolah-olah bergerak tanpa redaman (Halliday, 2010:
442).
Suatu benda bergerak bolak-balik terhadap suatu titik tertentu (titik
setimbang), maka benda tersebut dinamakan bergetar atau disebut juga berosilasi atas
vibrasi (geteran). Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah gerak tersebut
bersifat periodik , yaitu berulang-ulang. Dalam fisika, terdapat bebrapa kasus benda
bergetar, diantaranya adalah Gerak Harmonik Sederhana (simple harmonic
oscillation), gerak harmonik terredam (damped oscillation) contohnya pegas berayun
yang dicelupkan ke dalam air atau prinsip yang di pakai pada kendaraan bermotor
untuk mencegah osilasi berlebih , dan ketiga osilasi dipaksa (fonced oscillation) ,
salah satu contoh osilasi dipaksa adalah ketika bermain ayunan dimana ayunan
dipaksa berasoilasi dengan menggerakkan kaki. Adapun uraian dari gerak harmonik
terredam yaitu kuat, kritis, dan lemah. Dengan nama istilahnya redaman terlalu rendah
(underdamped), redaman kritis (critical damping) dan redaman berlebihan (over
damping) (Ishaq, 2007 :152) .
Berikut ini gambaran osilator harmonik teredam. Sebuah piringan di
hubungkan pada beban dan di benamkan dalam fluida yang memberikan gaya
redaman (-b dx/dt), gaya pemulih elastiknya adalah (-kx).
Persamaan gerak osilator harmonik sederhana teredam berikan oleh hukum
gerak kedua , F= m.a , dengan F merupakan jumlah dari gaya pemuluh –kx dan gaya
redaman –b dx/dt ; di sini b adalah konstanta postif. Diperoleh bahwa
F = m.a
atau
-kx -b dx/dt = m d2x / dt2
md2x/ dt2 + b dx/dt +kx = 0
atau
Jika b kecil, solusi persamaan diferensial ini adalah
X = Ae –bt/2m cos (w1t + o)
−bt
x= Ae 2 m cos (ωt +ɸ)
2
ω= 2πV = k −( b )
m 2m
√
Berhubungan tetapan redaman dan frekuensi sudut tak teredam maka ketiga fisis itu
bisa juga di sajikan :
a. Getaran terendam kuat
b. Getaran terendam kritis
c. Getaran terendam lemah
C. ALAT DAN BAHAN
N
O
1.
GAMBAR
NAMA ALAT DAN BAHAN
Pegas
2.
Beban
3.
Statif
4
Penggaris
5
Minyak
6
Stopwatch
7.
Gelas beaker
8.
Bejana berisi air
D. LANGKAH PERCOBAAN
Dalam melakukan percobaan ada tiga kali praktikum dengan menggunakan media
berbeda, yaitu tanpa menggunakan media cair, menggunakan air bening, dan
menggunakan minyak bening.
N
O
1
GAMBAR
Praktikum 1
LANGKAH PERCOBAAN
1. Menyiapkan alat dan bahan baku
yang akan di gunakan
2. Memasang pegas pada statif serta
3.
4.
5.
2
Praktikum 2
1.
2.
3.
4.
5.
3
mengaitkan beban dengan massa
yang tekat ditentukan , lalu
berikan tarikan kebawah agar
pegas bergetar
Mengukur terlebih dahulu pegas
(panjang mula-mula sebelum
dikaitkan
massa/beban)
dan
mengukur panjang ketika di
kaitkan beban
Memasang penggaris pada statif
untuk
mengetahui
panjang
simpangan yang terjadi (pastikan
titik nol pada penggaris tepat
dengan pangkal pegas)
Ketika di berikan simpangan pada
pegas, memastikan menggunakan
stopwach untuk mengetahui waktu
yang di perlukan
Langkah 1 dan 2 sama seperti
praktikum 1
Mengisi bejana dengan air bening.
Memastikan ketinggian air di
bejana
setara
dengan
beban(tercelup dengan air)
Mmberikan dorongan pada beban
hingga sampai dasar air (pastikan
tegak lurus antara pegas yang
dikaitkan
beban
dengan
permukaan dasar bejana)
Melepaskan
pelan-pelan
(perlahan) dorongan yang di
berikan agar pegas dapat bergetar
Mengukur
dan
menyatat
simpangan yang terjadi serta
waktu yang di butuhkan ketika
terjadi getaran pada pagas
Praktikum 3
1. Langkah percobaan sama seperti
praktikum 1 (1 dan 2)
2. Mengisi bejana dengan minyak
dengan ketinggian minyak setara
dengan tercelupnya seluruh beban
3. Memasang penggaris pada statif
untuk
mengetahui
panjang
simpangan yang terjadi
4. Memberikan dorongan kepada
beban hingga dasar lalu lepaskan
perlahan-laahn (pastikan untuk
tegak lurus antar pegas beban
dengan dasar bejana). Melakukan
lepasan
bersamaan
dengan
menghidupkan stopwatch
E. DATA PERCOBAAN
Praktikum 1, Saat di udara
Simpangan yang digunakan 16 cm ; massa total = 0,2 kg
No
1
2
3
4
5
Banyaknya getaran
5
10
15
20
25
Simpangan (cm)
38
38
38
36,5
36,5
Waktu ( sekon)
4,81
9,62
14,90
19,86
24,80
Praktikum 2
Simpangan yang digunakan 16 cm
N
o
1
2
3
4
5
Banyaknya getaran
Simpangan (cm)
Waktu ( sekon)
5
10
15
20
25
33
32
31,8
31,7
31,7
4,96
15,33
20,13
25,06
32,62
Praktikum 3
Simpangan yang digunakan
No
1
2
3
4
5
Banyaknya getaran
5
10
15
20
25
Simpangan (cm)
32
32
32
32
32
F. PENGOLAHAN DATA
Percobaan 1
1. Getaran ke-5
t 4,81
T= =
=0,962 ; T 2=0,925 s
n
5
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,53
2 =
0,925
m
T
k 2π 2
7,928
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 0,962 =0,346
b
√
(
2. Getaran ke-10
)
√(
)
Waktu ( sekon)
5,32
10,70
20,12
27,50
32,03
t 9,82
T= =
=0,982 s
n 10
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,182 m
2 =
0,982
T
k 2 π 2 ❑ 8,182
2π 2
b= 4 ( m f ) m − T = 4 0,2 − 0,982 =0,104
b
√
❑
2
(
)
√(
)
3. Getaran ke-15
t 14,90
T= =
=2,98 s
n
15
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=8,95 m
2 =
2,98
T
k 2π 2
8,95
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 14,90 =6,08
b
√
(
)
√(
)
4. Getaran ke-20
t 19,86
T= =
=0,94 s
n
20
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,96 m
2 =
0,94
T
k 2π 2
8,96 2 π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 0,94 =6,08
b
√
(
)
√(
)
5. Getaran ke-25
t 24,80
T= =
=0,99 s ;
n
25
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
= 0,98 =8,05 m
T2
k 2π 2
8,106
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 0,2 − 0,987 =¿0,202
b
√
(
)
√(
Percobaan 2
1. Getaran ke-5
t 5,18
T= =
=1,036 s ; T 2=1,073 s
n
5
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=7,360
2 =
1,073
m
T
)
k 2π 2 ❑
2π 2
2 7,360
b= 4 ( m f ) m − T = 4 .1 0,2 − 1,036 =61,470
b
√
❑
2
(
)
√
(
)
2. Getaran ke-10
t 9,77
T= =
=0,977 s ; T 2=0,955 s
n 10
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=8,268
2 =
0,955
m
T
k 2π 2
8,268
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,977 =69,818
b
√
(
)
√
(
)
3. Getaran ke-15
t 14,42
T= =
=0,961 s ; T 2=0,924 s
n
15
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
= 0,924 =8,545 m
T2
k 2π 2
8,545
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,961 =72,374
b
√
(
)
√
(
)
4. Getaran ke-20
t 17,99
T= =
=0,899 s ; T 2=0,809 s
n
20
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=9,759 m
2 =
0,809
T
k 2π 2
9,759
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,899 =83,612
b
√
(
)
√
(
)
5. Getaran ke-25
t 22,91
T= =
=0,916 s ; T 2=0,840 s
n
25
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=9,400 m
2 =
0,840
T
k 2π 2
9,400
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4.12 0,2 − 0,916 =80,281
b
√
(
)
√
Percobaan 3
1. Getaran ke-5
t 4,71
T= =
=0,942 s ; T 2=0,887 s
n
5
(
)
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,902
2 =
0,887
m
T
k 2π 2
8,902
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 . 0,952 0,2 − 0,942 =71,896
b
√
(
)
√
(
)
2. Getaran ke-10
t 10,69
T= =
=1,069 s ; T 2=1,143 s
n
10
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
= 1,143 =6,908 m
T2
k 2π 2 ❑
2π 2
2 6,908
b= 4 ( m f ) m − T = 4 . 0,95 0,2 − 1,069 =54,459
b
√
❑
2
(
)
√
(
)
3. Getaran ke-15
t 15,64
T= =
=1,043 s ; T 2=1,087 s
n
15
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
k=
=7,264 m
2 =
1,087
T
k 2π 2
7,264
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 . 0,952 0,2 − 1,043 =57,562
b
√
(
)
√
(
)
4. Getaran ke-20
t 19,20
T= =
=0,960 s ; T 2=0,922 s
n
20
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
=8,564 m
2 =
0,922
T
k 2π 2
8,564
2π 2
b=❑ 4 ( m f )2 m − T =❑ 4 . 0,952 0,2 − 0,960 =0,73
b
k=
√
(
)
√
(
)
5. Getaran ke-25
t 23,48
T= =
=0,939 s ; T 2=1,28 s
n
25
k=
4 π 2 m 4 π 2 0,2
N
= 0,882 =4,81 m
T2
k 2π 2
8,952
2π 2
b= 4 ( m f ) 2 m − T = 4 .0,95 2 0,2 − 0,939 =0,137
b
√
(
)
√
G. PEMBAHASAN
(
)
Pada umumnya setiap benda yang berosilasi akan berhenti berosilasi jika tidak
digetarkan secara terus menerus. Benda yang pada mulanya bergetar atau berosilasi
bisa berhenti karena mengalami redaman. Redaman bisa terjadi akibat adanya gaya
hambat atau gaya gesekan. Osilasi yang mengalami redaman biasa disebut
sebagai osilasi teredam alias getaran teredam. Dalam beberapa buku digunakan
istilah gerak harmonik teredam.
Jika hambatan atau gesekan cukup kecil maka benda tersebut akan mengalami
redaman. Adanya redaman menyebabkan amplitudo berkurang perlahan-lahan hingga
menjadi nol. Amplitudo berkaitan dengan energi. Berkurangnya amplitudo osilasi
menunjukkan bahwa energi benda yang berosilasi berkurang. Energi ini berubah
menjadi kalor alias panas (kalor ditimbulkan oleh adanya gesekan). Perlu diketahui
bahwa redaman yang dialami oleh benda cukup kecil sehingga untuk kasus seperti ini,
osilasi benda menyerupai gerak harmonik sederhana.
H. TUGAS PASCA PRAKTIKUM
1. Buatlah 3 grafik hubungan antara amplitudo A terdapat t untuk praktikum 1,2, dan
3!
2. Tentukan berapa frekuensi alami pada praktikum 1!
3. Tentukan frekuensi angular pada praktikum 21
4. Tentukan frekuensi angular pada praktikum 3!
5. Tentukan besarnya konstanta redaman b pada praktikum 2&3!
6. Tentukan jenis redaman pada praktikum 2 dan 3!
Jawaban:
1.
SIMPANGAN
Percobaan ke 1
30
25
20
15
10
55
0
4,6
25
20
Hubungan antara amplitudo A terhadap t
15
10
9,1
15,8
AMPLITUDO
16,1
21,22
SIMPANGAN
Percobaan ke 2
30
25
20
15
10
55
0
4,5
25
20
Hubungan amplitudo A
terhadap t
15
10
8,4
13,1
19,6
25,5
AMPLITUDO
SIMPANGAN
Percobaan ke 3
30
25
20
15
10
55
0
4,2
25
20
Hubungan amplitudo A
terhadap t
15
10
9,4
11,5
14,9
17,5
AMPLITUDO
1 K
1 K
Getaran ke 10 f =
2n M
2n M
1
8,33
1
8,18
=
=
2∙ 3,14 0,2 =1,04 Hz
2∙ 3,14 0,2 =1,017 Hz
2. Getaran ke 5f =
√
√
√
√
1 K
1 K
Getaran ke 15 f =
Getaran ke 20 f =
2n M
2n M
1
8,95
=
=
2∙ 3,14 0,2 =1,068 Hz
1
8,96
2∙ 3,14 0,2 =1,07 Hz
1 K
Getaran ke 25 f =
2n M
√
√
√
√
√
=
1
8,05
2∙ 3,14 0,2 =1,014 Hz
√
3. Getaran ke 5
Getaran ke 10
2
2
5,11 ( 2,69 )
k
b
W¿
=
−
0,2 + 4 (0,2)
m
4m
√ √
2
√
2
rad
W¿ k − b = 0,44 s
m
4m
√ √
2
rad
=0,51 s
2
Getaran ke 15 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
Getaran ke 20 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
= 0,46 s
rad
=0,46 s
k
b2
rad
−
=0,46
m
4m
s
√ √
4.Getaran ke 5 W¿ k − b
√m √4
Getaran ke 25 W=
2
2
m
2
Getaran ke 10 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
=0,46 s
2
Getaran ke 15 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
=0,54 s
2
Getaran ke 20 W¿ k − b
m
4m
√ √
2
rad
=0,54 s
Getaran ke 25 W=
2
2
rad
=0,54 s
k
b2
rad
−
=0,46
m
4m
s
√ √
2
5. Percobaan 2
√ mk7,84−¿ ¿
=0,4
√ 0,2 −¿ ¿
Getaran ke 5
Getaran ke 10 b= 2 m
k
m −¿ ¿
√11,6
=2∙ 0,2
0,2 −¿ ¿
√58−58,2
b= 2 m
=0,4 √ 39,2−39,4
=0,4∙ 0,4=0,16
=0,4 √
=0,4∙ 0,4=0,16
Getaran ke 15 b= 0,4
√
8,52
10,58
Getaran ke 20 b= 0,4
0,2 −¿¿
0,2 −¿ ¿
= 0,4 √ 42,6−28,3
= 0,4∙ 3,78= 1,58
k
Getaran ke 25 b= 2 m
m −¿ ¿
13,52
=0,4
0,2 −¿ ¿
= 0,4 √ 67,6−67,7
=0,4 ∙ 0,31=0,12
√
√
Percobaan 3
√
=0,4 √ 7,9−29,3
=0,4 ∙ 21,4= 8,56
Getaran ke 5 b=2 m
=0,4
√
k
m −¿ ¿
Getaran ke 10 b=2 m
1,47
0,2 −¿ ¿
√ 7,35−3,4
=0,4
=0,4 √
=0,4 ∙ 5,16=2,06
Getaran ke 15 b=2 m
√
0,2 −¿¿
√ 7,35
36,75−37,4
=0,4 √
=0,4 ∙ 0,81=0,32
√ mk −¿ ¿
√ mk −¿ ¿
6,86
=0,4
0,2 −¿ ¿
√ 34,3−34
Getaran ke 20 b=2 m
6,56
0,2 −¿ ¿
=0,4 √ 32,8−30,6
=0,4 ∙ 1,48=0,59
6. Praktikum 2: jenis redaman critical damped
Praktikum 3: jenis redaman over damped
=0,4
√
k
m −¿ ¿
=0,4 √
=0,4 ∙ 0,54=0,21
I. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan ada beberapa sehingga berikut :
1. Konstanta pada masing-masing percobaan berbeda-beda karena perbedaan bahan
yang digunakan atau tingkat kerenggangan pegas.
2. Besarnya gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang pagar (
∆ x ¿ yaitu panjang awal panjang akhir.
J. KOMENTAR
Dalam percobaan yang telah dilaksanakan, ada beberapa yang perlu di perbaiki yaitu
sebagai berikut .
1. Waktu yang disediakan kurang lama, tidak setara dengan banyaknya waktu yang
diperhitungkan.
2. Lebih baik lagi tambahkan corong agar mempermudah untuk menuang minyak
dari gelas ukur ke bejana
3. Sebaiknya ada sebuah alat yang bisa menjepit pegas, karena jika pakai solatif akan
terlepas terutama jika beban yang digunakan berat.
K. DAFTAR PUSAKA
Ishaq , Mohammad, 2007. Fisika Dasar Edisi Kedua, Yogyakarta : Graha Ilmu
Jati dan Priyambodo, 2009, Fisika Dasar untuk Mahasiswa Komputer dan
Informatika, Yogyakarta : Andi
Halliday , dkk, 2010, Fisika Dasar Edisi Ketujuh Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Tiple, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta :
Erlangga