PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DAN
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DAN PENENTUAN
KONSTANTA PEGAS DENGAN METODE GERAK OSILASI PADA
PEGAS
Suritno Fayanto, Yanti, Sari Pati, Erman Suwardi, Arwin Afiudin,
Harfia Hartin Uleo, Sri Ayu Ningsih
Mahasiswa Jurusan Pendidikan Fisika
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Halu Oleo Kendari
Email. suritnofayanto@gmai.com
abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan percepatan gravitasi bumi
dengan metode gerak osilasi pada pegas,menentukan besarnya nilai konstanta
pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas dan menyelidiki pengaruh pegas
tunggal satu,pegas tunggal dua,pegas tunggal satu dan dua disusun secara seri dan
pegas tunggal satu dan tunggal dua disusun secara pararel. Pada percobaan ini
digunakan 3 jenis benda yaitu 0,1 N, 0,15 N, dan 0,2 N. berdasarkan data hasil
pengamatan diketahui pegas akan bertambah panjang sebesar 15,8x − m jika
diberi beban 0,1 kg dan waktu yang diperlukan untuk berisolasi yaitu 23,91 s dan
seterusnya akan bertambah jika massa benda ditambah dan waktu yang
dibutuhkan semakin besar. Berdasarkan analisis data diperoleh besar percepatan
gravitasi bumi sebesar 7,218578 m/s dan secara teori besar nilai percepatan
gravitasi yaitu 5,898292 m/s, selanjutnya untuk pegas tunggal satu diketahui dari
hasil analisis data besar konstanta pegas sebesar 0,679306 N/m dan seterusnya
berubah-ubah untuk massa benda yang berbeda, begitu pula untuk pegas tunggal 1
dan 2 yang disusun secarah seri dan paralel jika beban di tambah maka nilai
konstanta pegasnya juga akan bertambah, mestinya besar nilai konstanta haruslah
sama meskipun massa benda diubah, bila dibandingkan dengan nilai secarah teori
maka akan terlihat hasilnya berbeda, hal ini disebabkan karena kurangnya
ketelitian pada saat mengukur pertambahan panjang pegas dengan periode pegas
dan pada saat menghitung waktu osilasi. selanjutanya, Periode pada pegas tunggal
1 yang dihasilan yaitu semakin besar berat benda, maka semakin besar pula
periodenya demikian pula pada pegas tunggal 2 yang disusun seri dan paralel.
Sementara itu frekuensinya, semakin besar massa benda frekuensinya semakin
kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa massa benda berpengaruh terhadap
percepatan gravitasi bumi yang diperoleh, nilai konstanta pegasnya, juga pada
periode osilasi dan frekuensi yang dialami oleh pegas.
Kata Kunci : Kontanta, Pegas, Percepatan Gravitasi
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
A. Pendahuluan
1. Latar Belakang
Pada umumnya dalam kehidupan sehari-hari banyak peristiwaperistiwa yang kemudian tidak disadari sangat berkaitan erat dengan
konsep-konsep fisika. Untuk aplikasi penggunaan pegas pada ayunan bayi
merupakan salah satu contoh pengunaan konsep fisika. Pegas ini
melakukan gerak osilasi dimana pegas bergerak bolak-balik dan melalui
titik kesetimbangan.
Pegas ini memiliki batas elastisitas jika pegas sudah melewati batas
elastisitasnya, maka pegas tidak dapat lagi bergerak atau melakukan
gerak bolak-balik dengan baik. Gerak yang dilakukan pegas ini
dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi dan jenis ( berat ) benda yang
diberikan.
Berdasarkan uraian diatas, maka perlu dilakukan percobaan
“Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dan Penentuan Konstanta Pegas
dengan Metode Gerak Osilasi pada Pegas” karena dengan percobaan ini
kita dapat menentukan percepatan gravitasi bumi dan dapat menentukan
serta mengetahui konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pegas itu
sendiri.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
2. Tujuan Percobaan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan percepatan
gravitasi bumi dengan metode gerak osilasi pada pegas.
a. Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas .
b. Menentukan besarnya nilai konstanta pegas dengan metode gerak
osilasi pada pegas.
c. Menyelidi ki pengaruh pegas tunggal satu,pegas tunggal dua,pegas
tunggal satu dan dua disusun secara seri dan pegas tunggal satu dan
tunggal dua disusun secara pararel.
d. Menyelidiki pengaruh massa benda terhadap besarnya nilai konstanta
pegas. .
B. Kajian Teori
Setiap benda memiliki sifat kepegasan atau kelentingan. Kelentingan
adalah sifat yang dimiliki oleh suatu benda untuk kembali ke keadaan semula
ketika gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Batas kelentingan terjadi bila
gaya yang diberikan pada benda diperbesar hingga suatu harga tertentu, lalu
gaya tersebut dihilangkan dan ternyata benda tidak dapat kembali ke keadaan
semula. Benda yang tidak elastis adalahbenda yang memiliki batas
kelentingan kecil.Sebaliknya, benda elastis merupakan benda yang memiliki
batas kelentingan yang besar.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Jika dua pegas atau lebih dengan konstanta pegas k1 dan k2 disusun
secara pararel atau susunan dua pegas seri tetapi terpisahkan massa pegaspegas tersebut dapat digantikan dengan sebuah pegas yang memiliki konstanta
sebagai berikut :
��
�
= � + � …………………………………………………………..(5.1)
Dan jika dua pegas atau lebih dengan konstanta k1 dan k2 disusun secara seri,
maka pegas-pegas itu dapat diganti dengan sebuah pegas yang memiliki
konstanta sperti berikut:
����
=
�
+
�
…………………………………………………………...(5.2)
(Zemansky, 1999).
Pegas (spring) Hooke adalah pegas yang memenuhi hukum
hooke.apabiala pegas demikian ditarik sebanyak x, gaya pemulih yang
dilakukan adalah F= -k.x . Disini k adalah suatu konstanta positif disebut
tetapan pegas (spring constant). Suatu k adalah Nm, k mengambarkan
kakunya suatu pegas. Hampir semua pegas memenuhi hukum Hooke diatas,
selama simpangan x tidak terlalu besar dengan catatan bila pegas ditekan,
maka x adalah negatif. Energi potensial elastis yang tersimpan dalam pegas
hukum Hooke apabila panjang x berubah sebanyak x dari panjang
keseimbangan adalah 1/2 k x2 (Bueche, 1989).
Galileo menegaskan bahwa benda yang dilemparkan dipermukaan
bumi akan jatuh dengan percepatan gravitasi g, dimana percepatan timbul
karena adanya gaya. Dalam hal ini percepatan gravitasi g disebabkan oleh
gravitasi bumi. Kita dapat menggunakasn hukum kedua newton pasda gaya
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
gravitasi dengan percepatan gravitasi g. Gaya gravitasi (Fg) yang bekerja
inilah yang disebut dengan berat benda (w). Jadi berat sebuah benda tak lain
adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut (Gie, 1998).
Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang
sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka
disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel
melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut
gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda
yang berosilasi pada ujung pegas. Pegas merupakan salah satu contoh benda
elastis. Elastis atau elastsisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk
kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda
tersebut dihilangkan. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda yang
elastis, maka bentuk benda tersebut berubah. Untuk pegas dan karet, yang
dimaksudkan dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang. Perlu
kita ketahui bahwa gaya yang diberikan juga memiliki batas-batas tertentu.
Sebuah karet bisa putus jika gaya tarik yang diberikan sangat besar, melawati
batas elastisitasnya. Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke
bentuk semula jika diregangkan dengan gaya yang sangat besar. Jadi bendabenda elastis tersebut memiliki batas elastisitas.
Robert Hooke pada tahun 1676 mengusulkan sutu hukum fisika yang
menyangkut pertambahan panjang sebuah benda elastis yang dikenai oleh
suatu gaya. Menurut Hooke, pertambahan panjang berbanding lurus dengan
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
yang diberikan pada benda. Secara matematis, hukum Hooke ini dapat
dituliskan sebagai;
F=k.x ……………………...………………………………………….. (5.3)
Dengan:
F = gaya yang dikerjakan (N)
x = pertam bahan panjang (m)
k = konstanta gaya (N/m)
Hukum Hooke akurat jika pegas tidak ditekan sampai kumparan pegas
bersentuhan atau diregangkan sampai batas elastisitas. Tanda negatif
menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah berlawanan
dengan perpanjangan x. Sedangkan Konstanta pegas berkaitan dengan kaku
atau lembut sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku
sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau
meregangkan pegas. Sebaliknya semakin lembut sebuah pegas (semakin kecil
konstanta pegas), semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan
pegas.
Pada pegas yang digantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada benda
bermassa yang dikaitkan pada ujung pegas. Akibatnya, walaupun tidak ditarik
ke bawah, pegas dengan sendirinya meregang sejauh x0. Pada keadaan ini
benda yang digantungkan pada pegas berada pada posisi yang ada agar sesuai
dengan posisi yang diinginkan setimbang (Anitah, 2011).
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
C. Metode Praktikum
1. Alat Dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini dapat dilihat
pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1 Alat Dan Bahan Percobaan Penentun Percepatan Gravitasi Bumi
serta Penentuan Kontanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas.
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6
Alat dan Bahan
Pegas
Satu Set Statif
Stopwatch
Beban tambahan
Mistar
Jepit penahan
Fungsi
Untuk menggantung beban pada statif.
Sebagai penyangga dan tempat menggantungkan pegas.
Mengukur waktu gerak osilasi
Sebagai bahan amatan
Mengukur pertambahan panjang pegas.
Untuk menjepit batang statif panjang dan pendek
2. Prosedur Keja
Prosedur kerja yang di lakukan pada eksperimen penentuan
percepatan gravitasi dan penentuan konstanta pegas dengan metode
gerak osilasi pada pegas ini yaitu sebagai berikut :
a. Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas
1) Menyediakan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan.
2) Merangkai peralatan yang telah di siapkan seperti gambar di
bawah ini:
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Gambar 5.1 Rangkaian Alat dan Bahan Percobaan V
3) Menggantungkan pegas pada statif yang telah di rangkai.
4) Mengukur panjang pegas sebelum diberi beban (X0).
5) Menggantungkan sebuah beban dengan massa 100 gram pada
pegas, kemudian
mengamati pertambahan panjangnya.
6) Mengukur panjang pegas setelah diberi beban (X1).
7) Mengukur pertambahan panjang pegas setelah diberi beban (∆x).
8) Melepaskan beban yang berada ditelapak tangan sehingga beban
tersebut akan berputar bersamaan dengan menekan stopwatch.
9) Menghitung jumlah waktu yang diperlukan dengan getaran 30
kali.
10) Mengulangi langkah 5-9 untuk masing-masing beban 150 gram
dan 200 gram.
b. Penentuan Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi pada
Pegas
1) Eksperimen Pegas Tunggal Satu .
a) Menggantung pegas tunggal pada statif yang tersedia.
b) Menggantung beban (m = 100 gram) pada pegas, kemudian
melepaskan
bersamaan dengan menekan tombol stopwatch.
c) Mengukur waktu untuk 20 kali getaran dengan mengunakan
stopwatch sebanyak 3 kali pengukuran secara bersamaan,
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
setelah pegas tersebut
berhenti berayun, lalu mengamati
pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 - 3 untuk beban 150 dan 200 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
2) Eksperimen Pegas Tunggal Dua .
a) Menggantungkan pegas tunggal dua pada statif yang tersedia.
b) Menggantungkan
beban
(m
=
100
gram)
pada
pegas,kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan
tombol stopwatch.
c) Mengukur waktu untuk 20 kali getaran dengan menggunakan
stopwatch sebanyak tiga kali pengukuran secara bersamaan,
setelah pegas tersebut berhenti berayun, lalu mengamati
pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 - 3 untuk beban 150 dan 200 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
3) Eksperimen Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun secara Seri .
a) Merangkai pegas tunggal satu dan dua secara seri pada statif
yang tersedia.
b) Menggantungkan beban (m = 100 gram) pada pegas,
kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol
stopwatch.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
c) Mengukur waktu untuk 20 kali getaran dengan menggunakan
stopwatch sebanyak tiga kali pengukuran secara bersamaan,
setelah pegas tersebut berhenti berayun, lalu mengamati
pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 - 3 untuk beban 150 dan 200 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
4) Eksperimen Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun secara Paralel
a) Merangkai pegas tunggal satu dan dua secara seri pada statif
yang tersedia.
b) Menggantungkan beban (m = 100 gram) pada pegas,
kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol
stopwatch.
c) Mengukur
waktu
untuk
20
kali
getaran
dengan
menggunakan stopwatch sebanyak tiga kali pengukuran
secara bersamaan, setelam pegas tersebut berhenti berayun,
lalu mengamati pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 -3 untuk beban 70 dan 120 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
D. Hasil dan Pembahasan
1. Hasil
1.1 Data Pengamatan
Data pengamatan dari hasil pratikum ini adalah sebagai berikut :
a. Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak
Osilasi pada Pegas
Data pengamatan percepatan gravitasi bumi dengan metode
gerak osilasi pada pegas ditunjukkan pada Tabel 5.2.
Tabel 5.2 Data Pengamatan Percepatan Gravitasi Bumi dengan
Metode Gerak Osilasi pada Pegas
.
No.
1
2
3
cm)
6,3x
6,3x
6,3x
( cm )
15,8x −
20,7x −
25,5 −
−
−
−
30
30
30
t (s)
23,91
26,82
30,04
m (kg)
100x −
150x −
200x −
b. Penentuan Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi Pegas
1) Pegas Tunggal Satu
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan
metode gerak osilasi di tampilkan pada Tabel 5.3.
Tabel 5.3 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi .
No
1
2
3
(m)
6,3x
6,3x
6,3x
−
−
−
(m)
15,8x −
20,7x −
25,5 −
n(x)
20
20
20
16,0
18,5
19,8
15,9
18,4
20,4
16,2
18,4
20,4
m(kg)
100x −
150x −
200x −
2) Pegas Tunggal Dua
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan
metode gerak osilasi ditampilkan pada Tabel 5.4.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Tabel 5.4 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi
No
1
2
3
(m)
6,3x
6,3x
6,3x
−
−
−
(m)
12,9x −
15,3x −
17,5x −
n(x)
20
20
20
10,95
13,08
14,27
12,0
12,44
13,97
m(kg)
100x −
150x −
200x −
11,0
13,09
14,40
c. Pegas Tunggal Satu dan Pegas Tunggal Dua Disusun Seri
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode
gerak osilasi ditampilkan pada Tabel 5.5.
Tabel 5.5 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi
No
(m)
1 13,5x −
2 13,5x −
3 13,5x −
(m)
30x −
37x −
44,5x −
n(x)
20 19,35
20 22,37
20 24,39
91,12
22,18
24,47
19,24
22,48
24,44
m(kg)
100x −
150x −
200x −
d. Pegas Tunggal Satu Dan Tunggal Dua Disusun Paralel
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan
metode gerak osilasi ditampilkan pada Tabel 5.6.
Tabel 5.6 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi
No
1
2
3
(m)
10x −
10x −
10x −
(m)
12x −
13,5x −
15x −
n (x)
20
20
20
9,27
11,21
11,72
9,25
10,91
11,64
9,14
10,81
11,82
m(kg)
100x −
150x −
200x −
1.2 Analisis Data
a. Penentua Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Secarah Teori
�
T=
,
=
= 0,797 s
f=
�
�
=
,
= 1,254705 HZ
g=
� ∆L
�
,
=
,
,
= 5,898292 m/�
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya diliha
padat dapat dilihat pada Tabel 5.7 berikut
Tabel 5.7 Analisis Data Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi
dengan Metode Gerak Osilasi pada Pegas
No
1
2
3
T(s)
0,797
0,894
1,001
f(HZ)
1,254705
1,118568
0,998668
Secara Praktek
g=
��
dengan b =
�Ʃ(� −∆� )− Ʃ� −Ʃ��
�Ʃ �� − Ʃ��
g(m/
5,898292
7,105698
7,552021
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
,
=
= 5,463458
Sehingga g =
,
,
− ,
− ,
� ,
,
= 7,218578 m/�
b. Penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas
Pegas tunggal 1
T=
�̅
,
=
= 2,4095 s
f =
=
�
�
,
= 0,415024 Hz
�
� ����
���
=
�
�
=
��
=
=
=
=
= .
,
,
,
�
�
∆�
�. �
∆�
,
,
,
×
�
�
,
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.8 berikut:
Tabel 5.8 Data Konstanta Pegas dengan Metode gerak
pada Pegas Tunggal Satu
1
m
(kg)
0,1
∆�
0,095
20
2
3
0,15
0,2
0,144
0,192
20
20
No
n
Pegas Tunggal dua
T=
�̅
,
=
= 1,69 s
f =
=
�
�
,
= 0,58 Hz
�
� ����
���
=
�
�
=
��
=
=
=
,
= ,
,
,
�
�
∆�
�. �
∆�
,
,
×
,
Osilasi
48,19
�
2,209
� ��
0,41
�⁄
0,679
10,315
55,51
62,22
2,775
3,111
0,36
0,32
0,759
0,814
10,208
10,208
̅
�⁄
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
=
�
,
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.9 berikut:
Tabel 5.9 Data Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas Tunggal Dua
No
1
2
3
∆�
0,064
0,088
0,106
m (kg)
0,1
0,15
0,2
N
20
20
20
̅
�
33,95 1,69
38,61 1,93
42,64 0,46
c. Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun Seri
T =
�̅
,
=
= 2,88 s
f =
=
�
�
,
= 0,34 Hz
�
� ����
=
�
�
=
= ,
,
,
,
�
� ��
0,58
0,51
0,46
�⁄
1,36
1,58
1,73
�⁄
15,31
16,70
18,49
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
���
=
��
=
=
�
∆�
�. �
∆�
= ,
,
×
,
,
�
�
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.10 berikut:
Tabel 5.10. Data Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas Tunggal Satu dan Tunggal Dua Disusun
Seri
m
(kg)
0,1
0,15
0,2
No
1
2
3
∆�
0,16
0,23
0,31
n
20
20
20
̅
57,71
67,03
73,3
�
2,88
3,35
3,66
� ��
0,34
0,29
0,27
�⁄
0,47
0,52
0,58
d. Pegas Tunggal Satu dan Tunggal Dua Disusun Paralel
T =
�̅
,
=
= 1,38 s
f =
=
�
�
,
= 0,723 Hz
�⁄
0,16
0,15
0,15
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
�
�
=
� ����
�
,
=
���
��
=
=
=
= ,
,
,
�
�
∆�
�. �
∆�
,
=
,
×
,
,
�
�
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.11 berikut:
Tabel 5.11 Data Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
padaPegas Tunggal Satu dan Tunggal Dua Disusun Seri
m
(kg)
0,1
0,15
0,2
No
1
2
3
∆�
0,02
0,03
0,05
n
20
20
20
̅
27,66
32,93
35,18
�
1,38
1,64
1,75
� ��
0,72
0,60
0,56
�⁄
2,06
2,18
2,54
�⁄
25,62
26,91
28,91
e. Grafik Hubungan Antara Gaya dengan Perubahan Panjang pada
Pegas
1) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas tunggal satu dapat dilihat pada Gambar 5.2
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Hubungan antara gaya dengan
perubahan panjang pada pegas
tunggal 1
∆x
3
2
1
0
y = 10.103x + 0.0186
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
F
Gambar 5.2 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Satu
2) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas
tunggal
satu
dapat
dilihat
pada
Gambar
5.3
∆x
Hubungan antara gaya dengan perubahan
panjang pada pegas tunggal 2
y = 23.176x - 0.5231
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
F
Gambar 5.3 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Dua
3) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas tunggal satu dapat dilihat pada Gambar 5.4
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Hubungan antara gaya dengan perubahan
panjang pada pegas tunggal 1 dan 2 disusun
seri
∆x
3
2
y = 6.7559x - 0.1289
1
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
F
Gambar 5.4 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Satu Dan Tunggal
Dua Disusun Seri
4) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas tunggal satu dapat dilihat pada Gambar 5.5.
Hubungan antara gaya dengan perubahan
panjang pada pegas tunggal 1 dan 2 disusun
paralel
3
2
∆x
y = 32.667x + 0.3267
1
0
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
F
Gambar 5.5 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Satu Dan Tunggal
Dua Disusun Paralel
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
2. Pembahasan
Menurut hukum Hooke, gaya diperlukan untuk mengadakan
perubahan bentuk suatu benda, dengan syarat batas elastis benda belum
terlampaui, dengan perubahan bentuk hanya berupa perpindahan dari titik
tempat gaya bekerja. Berdasarkan hukum Hooke, apabila sebuah pegas
dikenai sebuah gaya sebesar F maka pegas tersebut akan mengalami
pertambahan panjang sebesar ∆x, dimana pertambahan panjang pegas
tersebut berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada pegas tersebut.
Selanjutnya, ketika gaya tersebut dihilangkan, maka pegas akan bergerak
isolasi. Isolasi adalah gerak bolak balik dalam lintasan yang sama yang
melalui titik kesetimbangan. Pada praktikum kali ini, kami mencoba
menentukan besarnya percepatan gravitasi bumi dan menetukan konstanta
pegas melalui gerak osilasi pegas, menyelidiki pengaruh pegas tunggal
satu, pegas tunggal dua, pegas tunggal satu dan dua yang disusun secara
seri dan pegas tunggal satu dan dua yang disusun secara paralel terhadap
periode osilasi serta menyelidiki pengaruh massa benda terhadap besarnya
nilai konstanta pegas.
Percobaan yang kami lakukan dengan menggunakan tiga kali
pengukuran untuk membuat pegas berisolasi dengan menggantungkan
beban yang mempunyai massa 0,1 kg, 0,15 kg, dan 0,2 kg, kemudian
membuat pegas berosilasi sebanyak 30 kali getaran, berdasarkan data hasil
pengamatan diketahui pegas akan bertambah panjang sebesar 15,8x
−
m jika diberi beban 0,1 kg dan waktu yang diperlukan untuk berisolasi
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
yaitu 23,91 s dan seterusnya akan bertambah jika massa benda ditambah
dan waktu yang dibutuhkan semakin besar.
Pada percobaan dengan penentuan kanstanta pegas dimana
penguuran pertama pada pegas tungal satu didapatkan waktu osilasi
sebesar t1 =16,9 s, t2 = 15,92 s dan t3 =16,90 s. Dengan waktu rata-rata
yaitu 48,19 s untuk beban 1 kg dan seterusnya, selanjutnya pada pegas
tunggal dua waktu yang diperlukan untuk berisolasi yaitu waktu rata-rata
39,95 s, begitu pula pada pegas tunggal 1 dan 2 yang diserikan maupun
diparalelkan memeroleh waktu yang dirata-ratakan sebesar 57,71 s dan
27,66 s dan akan bertambah seiring dengan waktunya, bila beban
ditambahkan.
Melalui analisis data yang dilakukan maka dapat menentukan
besarnya percepatan gravitasi dan konstanta pegas, berdasarkan analisis
data diperoleh besar percepatan gravitasi bumi sebesar 7,218578 m/s dan
secara teori besar nilai percepatan gravitasi yaitu 5,898292 m/s,
selanjutnya untuk pegas tunggal satu diketahui dari hasil analisis data
besar konstanta pegas sebesar 0,679306 N/m dan seterusnya berubah-ubah
untuk massa benda yang berbeda, begitu pula untuk pegas tunggal 1 dan 2
yang disusun secarah seri dan paralel jika beban di tambah maka nilai
konstanta pegasnya juga akan bertambah, padahal semestinya besar nilai
konstanta haruslah sama meskipun massa benda diubah, bila dibandingkan
dengan nilai secarah teori maka akan terlihat hasilnya berbeda, hal ini
disebabkan karena kurangnya ketelitian pada saat mengukur pertambahan
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
panjang pegas dengan periode pegas dan pada saat menghitung waktu
osilasi.
Data praktikum diperoleh bahwa pegas-pegas ini juga sangat
dipengaruhi terhadap periode osilasi dan frekuensi pegas selama pegas
bergetar atau melakukan osilasi. Pada percobaan ini digunakan 3 jenis
berat benda yaitu 0,1 N, 0,15 N, dan 0,2 N. Periode pada pegas tunggal 1
semakin besar berat benda, maka semakin besar pula periodenya demikian
pula pada pegas tunggal 2 yang disusun seri dan paralel. Sementara iru
frekuensinya, semakin besar massa benda frekuensinya semakin kecil,
sehingga dapat disimpulkan bahwa massa benda juga berpengaruh
terhadap percepatan gravitasi bumi yang diperoleh, nilai konstanta
pegasnya, juga pada periode osilasi dan frekuensi yang dialami oleh pegas.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
F. Penutup
1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat da ambil pada pratikum ini adalah sebagai
berikut :
1. Percepatan gravitasi bumi dapat ditentukan dengan metode gerak
osilasi, yaitu melalui hubungan antara pertambahan panjang pegas
dengan periode pegas, dimana percepatan gravitasi sebanding dengan
pertambahan
panjang
pegas
dan
berbanding
terbalik
dengan
periodenya.
2. Besarnya nilai konstanta pegas juga dapat ditentukan melaui metode
gerak osilasi pegas dimana konstanta pegas sebanding dengan massa
beban dan berbanding terbalik dengan periode pegas
2. Saran
Saran yang dapat di sampaikan pada pratikum ini adalah sebagai
berikut :
1. Untuk Pratikan
Agar selalu mengutamakan kerjasama sehingga hasil pratikumnya akan
jadi baik dan lancar dan menjaga hubungan kerjasama dengan asisten
biar namba lancar.
2. Untuk asisten pembimbing
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Agar selalu tadak jenuh untuk membimbing kami ,karena kelancaran
sebuah pratikum di pengaruhi oleh kontribusi dari asisten,jadi tetap
semangat jangan bosan-bosan untuk membagi ilmunya ke kami
3. Untuk laboratorium
Agar menyiapkan alat dan bahan yang tidak terdapat dalam
pratikum,memperbaharui ulang penuntun pratikumnya karena tidak
sesuai pada saat pratikum seperti di prosedur kerja dll.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
DAFTAR PUSTAKA
Buche. 1989.Fisika Edisi Kedelapan. Erlangga. Jakarta.
Gie. 1998.Fisika Dasar I. BIUDP. Jakarta.
Zemansky. 1999.Fisika Untuk Universitas. Trimitra Mandiri. Jakarta.
Anitah.2011.Pegas.http://anitanurdianingrum.blogspot.com/2011/01/.html.
(di akses tanggal 10 desenber 2014).
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DAN PENENTUAN
KONSTANTA PEGAS DENGAN METODE GERAK OSILASI PADA
PEGAS
Suritno Fayanto, Yanti, Sari Pati, Erman Suwardi, Arwin Afiudin,
Harfia Hartin Uleo, Sri Ayu Ningsih
Mahasiswa Jurusan Pendidikan Fisika
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Halu Oleo Kendari
Email. suritnofayanto@gmai.com
abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan percepatan gravitasi bumi
dengan metode gerak osilasi pada pegas,menentukan besarnya nilai konstanta
pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas dan menyelidiki pengaruh pegas
tunggal satu,pegas tunggal dua,pegas tunggal satu dan dua disusun secara seri dan
pegas tunggal satu dan tunggal dua disusun secara pararel. Pada percobaan ini
digunakan 3 jenis benda yaitu 0,1 N, 0,15 N, dan 0,2 N. berdasarkan data hasil
pengamatan diketahui pegas akan bertambah panjang sebesar 15,8x − m jika
diberi beban 0,1 kg dan waktu yang diperlukan untuk berisolasi yaitu 23,91 s dan
seterusnya akan bertambah jika massa benda ditambah dan waktu yang
dibutuhkan semakin besar. Berdasarkan analisis data diperoleh besar percepatan
gravitasi bumi sebesar 7,218578 m/s dan secara teori besar nilai percepatan
gravitasi yaitu 5,898292 m/s, selanjutnya untuk pegas tunggal satu diketahui dari
hasil analisis data besar konstanta pegas sebesar 0,679306 N/m dan seterusnya
berubah-ubah untuk massa benda yang berbeda, begitu pula untuk pegas tunggal 1
dan 2 yang disusun secarah seri dan paralel jika beban di tambah maka nilai
konstanta pegasnya juga akan bertambah, mestinya besar nilai konstanta haruslah
sama meskipun massa benda diubah, bila dibandingkan dengan nilai secarah teori
maka akan terlihat hasilnya berbeda, hal ini disebabkan karena kurangnya
ketelitian pada saat mengukur pertambahan panjang pegas dengan periode pegas
dan pada saat menghitung waktu osilasi. selanjutanya, Periode pada pegas tunggal
1 yang dihasilan yaitu semakin besar berat benda, maka semakin besar pula
periodenya demikian pula pada pegas tunggal 2 yang disusun seri dan paralel.
Sementara itu frekuensinya, semakin besar massa benda frekuensinya semakin
kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa massa benda berpengaruh terhadap
percepatan gravitasi bumi yang diperoleh, nilai konstanta pegasnya, juga pada
periode osilasi dan frekuensi yang dialami oleh pegas.
Kata Kunci : Kontanta, Pegas, Percepatan Gravitasi
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
A. Pendahuluan
1. Latar Belakang
Pada umumnya dalam kehidupan sehari-hari banyak peristiwaperistiwa yang kemudian tidak disadari sangat berkaitan erat dengan
konsep-konsep fisika. Untuk aplikasi penggunaan pegas pada ayunan bayi
merupakan salah satu contoh pengunaan konsep fisika. Pegas ini
melakukan gerak osilasi dimana pegas bergerak bolak-balik dan melalui
titik kesetimbangan.
Pegas ini memiliki batas elastisitas jika pegas sudah melewati batas
elastisitasnya, maka pegas tidak dapat lagi bergerak atau melakukan
gerak bolak-balik dengan baik. Gerak yang dilakukan pegas ini
dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi dan jenis ( berat ) benda yang
diberikan.
Berdasarkan uraian diatas, maka perlu dilakukan percobaan
“Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dan Penentuan Konstanta Pegas
dengan Metode Gerak Osilasi pada Pegas” karena dengan percobaan ini
kita dapat menentukan percepatan gravitasi bumi dan dapat menentukan
serta mengetahui konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pegas itu
sendiri.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
2. Tujuan Percobaan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan percepatan
gravitasi bumi dengan metode gerak osilasi pada pegas.
a. Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas .
b. Menentukan besarnya nilai konstanta pegas dengan metode gerak
osilasi pada pegas.
c. Menyelidi ki pengaruh pegas tunggal satu,pegas tunggal dua,pegas
tunggal satu dan dua disusun secara seri dan pegas tunggal satu dan
tunggal dua disusun secara pararel.
d. Menyelidiki pengaruh massa benda terhadap besarnya nilai konstanta
pegas. .
B. Kajian Teori
Setiap benda memiliki sifat kepegasan atau kelentingan. Kelentingan
adalah sifat yang dimiliki oleh suatu benda untuk kembali ke keadaan semula
ketika gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Batas kelentingan terjadi bila
gaya yang diberikan pada benda diperbesar hingga suatu harga tertentu, lalu
gaya tersebut dihilangkan dan ternyata benda tidak dapat kembali ke keadaan
semula. Benda yang tidak elastis adalahbenda yang memiliki batas
kelentingan kecil.Sebaliknya, benda elastis merupakan benda yang memiliki
batas kelentingan yang besar.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Jika dua pegas atau lebih dengan konstanta pegas k1 dan k2 disusun
secara pararel atau susunan dua pegas seri tetapi terpisahkan massa pegaspegas tersebut dapat digantikan dengan sebuah pegas yang memiliki konstanta
sebagai berikut :
��
�
= � + � …………………………………………………………..(5.1)
Dan jika dua pegas atau lebih dengan konstanta k1 dan k2 disusun secara seri,
maka pegas-pegas itu dapat diganti dengan sebuah pegas yang memiliki
konstanta sperti berikut:
����
=
�
+
�
…………………………………………………………...(5.2)
(Zemansky, 1999).
Pegas (spring) Hooke adalah pegas yang memenuhi hukum
hooke.apabiala pegas demikian ditarik sebanyak x, gaya pemulih yang
dilakukan adalah F= -k.x . Disini k adalah suatu konstanta positif disebut
tetapan pegas (spring constant). Suatu k adalah Nm, k mengambarkan
kakunya suatu pegas. Hampir semua pegas memenuhi hukum Hooke diatas,
selama simpangan x tidak terlalu besar dengan catatan bila pegas ditekan,
maka x adalah negatif. Energi potensial elastis yang tersimpan dalam pegas
hukum Hooke apabila panjang x berubah sebanyak x dari panjang
keseimbangan adalah 1/2 k x2 (Bueche, 1989).
Galileo menegaskan bahwa benda yang dilemparkan dipermukaan
bumi akan jatuh dengan percepatan gravitasi g, dimana percepatan timbul
karena adanya gaya. Dalam hal ini percepatan gravitasi g disebabkan oleh
gravitasi bumi. Kita dapat menggunakasn hukum kedua newton pasda gaya
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
gravitasi dengan percepatan gravitasi g. Gaya gravitasi (Fg) yang bekerja
inilah yang disebut dengan berat benda (w). Jadi berat sebuah benda tak lain
adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut (Gie, 1998).
Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang
sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka
disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel
melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut
gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda
yang berosilasi pada ujung pegas. Pegas merupakan salah satu contoh benda
elastis. Elastis atau elastsisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk
kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda
tersebut dihilangkan. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda yang
elastis, maka bentuk benda tersebut berubah. Untuk pegas dan karet, yang
dimaksudkan dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang. Perlu
kita ketahui bahwa gaya yang diberikan juga memiliki batas-batas tertentu.
Sebuah karet bisa putus jika gaya tarik yang diberikan sangat besar, melawati
batas elastisitasnya. Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke
bentuk semula jika diregangkan dengan gaya yang sangat besar. Jadi bendabenda elastis tersebut memiliki batas elastisitas.
Robert Hooke pada tahun 1676 mengusulkan sutu hukum fisika yang
menyangkut pertambahan panjang sebuah benda elastis yang dikenai oleh
suatu gaya. Menurut Hooke, pertambahan panjang berbanding lurus dengan
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
yang diberikan pada benda. Secara matematis, hukum Hooke ini dapat
dituliskan sebagai;
F=k.x ……………………...………………………………………….. (5.3)
Dengan:
F = gaya yang dikerjakan (N)
x = pertam bahan panjang (m)
k = konstanta gaya (N/m)
Hukum Hooke akurat jika pegas tidak ditekan sampai kumparan pegas
bersentuhan atau diregangkan sampai batas elastisitas. Tanda negatif
menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah berlawanan
dengan perpanjangan x. Sedangkan Konstanta pegas berkaitan dengan kaku
atau lembut sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku
sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau
meregangkan pegas. Sebaliknya semakin lembut sebuah pegas (semakin kecil
konstanta pegas), semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan
pegas.
Pada pegas yang digantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada benda
bermassa yang dikaitkan pada ujung pegas. Akibatnya, walaupun tidak ditarik
ke bawah, pegas dengan sendirinya meregang sejauh x0. Pada keadaan ini
benda yang digantungkan pada pegas berada pada posisi yang ada agar sesuai
dengan posisi yang diinginkan setimbang (Anitah, 2011).
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
C. Metode Praktikum
1. Alat Dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini dapat dilihat
pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1 Alat Dan Bahan Percobaan Penentun Percepatan Gravitasi Bumi
serta Penentuan Kontanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas.
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6
Alat dan Bahan
Pegas
Satu Set Statif
Stopwatch
Beban tambahan
Mistar
Jepit penahan
Fungsi
Untuk menggantung beban pada statif.
Sebagai penyangga dan tempat menggantungkan pegas.
Mengukur waktu gerak osilasi
Sebagai bahan amatan
Mengukur pertambahan panjang pegas.
Untuk menjepit batang statif panjang dan pendek
2. Prosedur Keja
Prosedur kerja yang di lakukan pada eksperimen penentuan
percepatan gravitasi dan penentuan konstanta pegas dengan metode
gerak osilasi pada pegas ini yaitu sebagai berikut :
a. Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas
1) Menyediakan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan.
2) Merangkai peralatan yang telah di siapkan seperti gambar di
bawah ini:
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Gambar 5.1 Rangkaian Alat dan Bahan Percobaan V
3) Menggantungkan pegas pada statif yang telah di rangkai.
4) Mengukur panjang pegas sebelum diberi beban (X0).
5) Menggantungkan sebuah beban dengan massa 100 gram pada
pegas, kemudian
mengamati pertambahan panjangnya.
6) Mengukur panjang pegas setelah diberi beban (X1).
7) Mengukur pertambahan panjang pegas setelah diberi beban (∆x).
8) Melepaskan beban yang berada ditelapak tangan sehingga beban
tersebut akan berputar bersamaan dengan menekan stopwatch.
9) Menghitung jumlah waktu yang diperlukan dengan getaran 30
kali.
10) Mengulangi langkah 5-9 untuk masing-masing beban 150 gram
dan 200 gram.
b. Penentuan Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi pada
Pegas
1) Eksperimen Pegas Tunggal Satu .
a) Menggantung pegas tunggal pada statif yang tersedia.
b) Menggantung beban (m = 100 gram) pada pegas, kemudian
melepaskan
bersamaan dengan menekan tombol stopwatch.
c) Mengukur waktu untuk 20 kali getaran dengan mengunakan
stopwatch sebanyak 3 kali pengukuran secara bersamaan,
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
setelah pegas tersebut
berhenti berayun, lalu mengamati
pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 - 3 untuk beban 150 dan 200 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
2) Eksperimen Pegas Tunggal Dua .
a) Menggantungkan pegas tunggal dua pada statif yang tersedia.
b) Menggantungkan
beban
(m
=
100
gram)
pada
pegas,kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan
tombol stopwatch.
c) Mengukur waktu untuk 20 kali getaran dengan menggunakan
stopwatch sebanyak tiga kali pengukuran secara bersamaan,
setelah pegas tersebut berhenti berayun, lalu mengamati
pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 - 3 untuk beban 150 dan 200 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
3) Eksperimen Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun secara Seri .
a) Merangkai pegas tunggal satu dan dua secara seri pada statif
yang tersedia.
b) Menggantungkan beban (m = 100 gram) pada pegas,
kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol
stopwatch.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
c) Mengukur waktu untuk 20 kali getaran dengan menggunakan
stopwatch sebanyak tiga kali pengukuran secara bersamaan,
setelah pegas tersebut berhenti berayun, lalu mengamati
pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 - 3 untuk beban 150 dan 200 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
4) Eksperimen Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun secara Paralel
a) Merangkai pegas tunggal satu dan dua secara seri pada statif
yang tersedia.
b) Menggantungkan beban (m = 100 gram) pada pegas,
kemudian melepaskan bersamaan dengan menekan tombol
stopwatch.
c) Mengukur
waktu
untuk
20
kali
getaran
dengan
menggunakan stopwatch sebanyak tiga kali pengukuran
secara bersamaan, setelam pegas tersebut berhenti berayun,
lalu mengamati pertambahan panjangnya (∆x).
d) Melakukan langkah 2 -3 untuk beban 70 dan 120 gram.
e) Menentukan rata-rata waktu (ṫ) yang diprlukan untuk 20 kali
getaran untuk masing-masing beban.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
D. Hasil dan Pembahasan
1. Hasil
1.1 Data Pengamatan
Data pengamatan dari hasil pratikum ini adalah sebagai berikut :
a. Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak
Osilasi pada Pegas
Data pengamatan percepatan gravitasi bumi dengan metode
gerak osilasi pada pegas ditunjukkan pada Tabel 5.2.
Tabel 5.2 Data Pengamatan Percepatan Gravitasi Bumi dengan
Metode Gerak Osilasi pada Pegas
.
No.
1
2
3
cm)
6,3x
6,3x
6,3x
( cm )
15,8x −
20,7x −
25,5 −
−
−
−
30
30
30
t (s)
23,91
26,82
30,04
m (kg)
100x −
150x −
200x −
b. Penentuan Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi Pegas
1) Pegas Tunggal Satu
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan
metode gerak osilasi di tampilkan pada Tabel 5.3.
Tabel 5.3 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi .
No
1
2
3
(m)
6,3x
6,3x
6,3x
−
−
−
(m)
15,8x −
20,7x −
25,5 −
n(x)
20
20
20
16,0
18,5
19,8
15,9
18,4
20,4
16,2
18,4
20,4
m(kg)
100x −
150x −
200x −
2) Pegas Tunggal Dua
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan
metode gerak osilasi ditampilkan pada Tabel 5.4.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Tabel 5.4 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi
No
1
2
3
(m)
6,3x
6,3x
6,3x
−
−
−
(m)
12,9x −
15,3x −
17,5x −
n(x)
20
20
20
10,95
13,08
14,27
12,0
12,44
13,97
m(kg)
100x −
150x −
200x −
11,0
13,09
14,40
c. Pegas Tunggal Satu dan Pegas Tunggal Dua Disusun Seri
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan metode
gerak osilasi ditampilkan pada Tabel 5.5.
Tabel 5.5 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi
No
(m)
1 13,5x −
2 13,5x −
3 13,5x −
(m)
30x −
37x −
44,5x −
n(x)
20 19,35
20 22,37
20 24,39
91,12
22,18
24,47
19,24
22,48
24,44
m(kg)
100x −
150x −
200x −
d. Pegas Tunggal Satu Dan Tunggal Dua Disusun Paralel
Data pengamatan penentuan konstanta pegas dengan
metode gerak osilasi ditampilkan pada Tabel 5.6.
Tabel 5.6 Data Pengamatan Penentuan Konstanta Pegas dengan
Metode Gerak Osilasi
No
1
2
3
(m)
10x −
10x −
10x −
(m)
12x −
13,5x −
15x −
n (x)
20
20
20
9,27
11,21
11,72
9,25
10,91
11,64
9,14
10,81
11,82
m(kg)
100x −
150x −
200x −
1.2 Analisis Data
a. Penentua Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Secarah Teori
�
T=
,
=
= 0,797 s
f=
�
�
=
,
= 1,254705 HZ
g=
� ∆L
�
,
=
,
,
= 5,898292 m/�
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya diliha
padat dapat dilihat pada Tabel 5.7 berikut
Tabel 5.7 Analisis Data Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi
dengan Metode Gerak Osilasi pada Pegas
No
1
2
3
T(s)
0,797
0,894
1,001
f(HZ)
1,254705
1,118568
0,998668
Secara Praktek
g=
��
dengan b =
�Ʃ(� −∆� )− Ʃ� −Ʃ��
�Ʃ �� − Ʃ��
g(m/
5,898292
7,105698
7,552021
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
,
=
= 5,463458
Sehingga g =
,
,
− ,
− ,
� ,
,
= 7,218578 m/�
b. Penentuan konstanta pegas dengan metode gerak osilasi pada pegas
Pegas tunggal 1
T=
�̅
,
=
= 2,4095 s
f =
=
�
�
,
= 0,415024 Hz
�
� ����
���
=
�
�
=
��
=
=
=
=
= .
,
,
,
�
�
∆�
�. �
∆�
,
,
,
×
�
�
,
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.8 berikut:
Tabel 5.8 Data Konstanta Pegas dengan Metode gerak
pada Pegas Tunggal Satu
1
m
(kg)
0,1
∆�
0,095
20
2
3
0,15
0,2
0,144
0,192
20
20
No
n
Pegas Tunggal dua
T=
�̅
,
=
= 1,69 s
f =
=
�
�
,
= 0,58 Hz
�
� ����
���
=
�
�
=
��
=
=
=
,
= ,
,
,
�
�
∆�
�. �
∆�
,
,
×
,
Osilasi
48,19
�
2,209
� ��
0,41
�⁄
0,679
10,315
55,51
62,22
2,775
3,111
0,36
0,32
0,759
0,814
10,208
10,208
̅
�⁄
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
=
�
,
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.9 berikut:
Tabel 5.9 Data Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas Tunggal Dua
No
1
2
3
∆�
0,064
0,088
0,106
m (kg)
0,1
0,15
0,2
N
20
20
20
̅
�
33,95 1,69
38,61 1,93
42,64 0,46
c. Pegas Tunggal Satu dan Dua Disusun Seri
T =
�̅
,
=
= 2,88 s
f =
=
�
�
,
= 0,34 Hz
�
� ����
=
�
�
=
= ,
,
,
,
�
� ��
0,58
0,51
0,46
�⁄
1,36
1,58
1,73
�⁄
15,31
16,70
18,49
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
���
=
��
=
=
�
∆�
�. �
∆�
= ,
,
×
,
,
�
�
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.10 berikut:
Tabel 5.10. Data Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
pada Pegas Tunggal Satu dan Tunggal Dua Disusun
Seri
m
(kg)
0,1
0,15
0,2
No
1
2
3
∆�
0,16
0,23
0,31
n
20
20
20
̅
57,71
67,03
73,3
�
2,88
3,35
3,66
� ��
0,34
0,29
0,27
�⁄
0,47
0,52
0,58
d. Pegas Tunggal Satu dan Tunggal Dua Disusun Paralel
T =
�̅
,
=
= 1,38 s
f =
=
�
�
,
= 0,723 Hz
�⁄
0,16
0,15
0,15
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
�
�
=
� ����
�
,
=
���
��
=
=
=
= ,
,
,
�
�
∆�
�. �
∆�
,
=
,
×
,
,
�
�
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat
pada Tabel 5.11 berikut:
Tabel 5.11 Data Konstanta Pegas dengan Metode Gerak Osilasi
padaPegas Tunggal Satu dan Tunggal Dua Disusun Seri
m
(kg)
0,1
0,15
0,2
No
1
2
3
∆�
0,02
0,03
0,05
n
20
20
20
̅
27,66
32,93
35,18
�
1,38
1,64
1,75
� ��
0,72
0,60
0,56
�⁄
2,06
2,18
2,54
�⁄
25,62
26,91
28,91
e. Grafik Hubungan Antara Gaya dengan Perubahan Panjang pada
Pegas
1) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas tunggal satu dapat dilihat pada Gambar 5.2
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Hubungan antara gaya dengan
perubahan panjang pada pegas
tunggal 1
∆x
3
2
1
0
y = 10.103x + 0.0186
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
F
Gambar 5.2 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Satu
2) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas
tunggal
satu
dapat
dilihat
pada
Gambar
5.3
∆x
Hubungan antara gaya dengan perubahan
panjang pada pegas tunggal 2
y = 23.176x - 0.5231
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
F
Gambar 5.3 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Dua
3) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas tunggal satu dapat dilihat pada Gambar 5.4
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Hubungan antara gaya dengan perubahan
panjang pada pegas tunggal 1 dan 2 disusun
seri
∆x
3
2
y = 6.7559x - 0.1289
1
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
F
Gambar 5.4 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Satu Dan Tunggal
Dua Disusun Seri
4) Grafik hubungan antara gaya dengan perubahan panjang pada
pegas tunggal satu dapat dilihat pada Gambar 5.5.
Hubungan antara gaya dengan perubahan
panjang pada pegas tunggal 1 dan 2 disusun
paralel
3
2
∆x
y = 32.667x + 0.3267
1
0
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
F
Gambar 5.5 Grafik Hubungan antara Gaya dengan Perubahan
Panjang pada Pegas Tunggal Satu Dan Tunggal
Dua Disusun Paralel
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
2. Pembahasan
Menurut hukum Hooke, gaya diperlukan untuk mengadakan
perubahan bentuk suatu benda, dengan syarat batas elastis benda belum
terlampaui, dengan perubahan bentuk hanya berupa perpindahan dari titik
tempat gaya bekerja. Berdasarkan hukum Hooke, apabila sebuah pegas
dikenai sebuah gaya sebesar F maka pegas tersebut akan mengalami
pertambahan panjang sebesar ∆x, dimana pertambahan panjang pegas
tersebut berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada pegas tersebut.
Selanjutnya, ketika gaya tersebut dihilangkan, maka pegas akan bergerak
isolasi. Isolasi adalah gerak bolak balik dalam lintasan yang sama yang
melalui titik kesetimbangan. Pada praktikum kali ini, kami mencoba
menentukan besarnya percepatan gravitasi bumi dan menetukan konstanta
pegas melalui gerak osilasi pegas, menyelidiki pengaruh pegas tunggal
satu, pegas tunggal dua, pegas tunggal satu dan dua yang disusun secara
seri dan pegas tunggal satu dan dua yang disusun secara paralel terhadap
periode osilasi serta menyelidiki pengaruh massa benda terhadap besarnya
nilai konstanta pegas.
Percobaan yang kami lakukan dengan menggunakan tiga kali
pengukuran untuk membuat pegas berisolasi dengan menggantungkan
beban yang mempunyai massa 0,1 kg, 0,15 kg, dan 0,2 kg, kemudian
membuat pegas berosilasi sebanyak 30 kali getaran, berdasarkan data hasil
pengamatan diketahui pegas akan bertambah panjang sebesar 15,8x
−
m jika diberi beban 0,1 kg dan waktu yang diperlukan untuk berisolasi
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
yaitu 23,91 s dan seterusnya akan bertambah jika massa benda ditambah
dan waktu yang dibutuhkan semakin besar.
Pada percobaan dengan penentuan kanstanta pegas dimana
penguuran pertama pada pegas tungal satu didapatkan waktu osilasi
sebesar t1 =16,9 s, t2 = 15,92 s dan t3 =16,90 s. Dengan waktu rata-rata
yaitu 48,19 s untuk beban 1 kg dan seterusnya, selanjutnya pada pegas
tunggal dua waktu yang diperlukan untuk berisolasi yaitu waktu rata-rata
39,95 s, begitu pula pada pegas tunggal 1 dan 2 yang diserikan maupun
diparalelkan memeroleh waktu yang dirata-ratakan sebesar 57,71 s dan
27,66 s dan akan bertambah seiring dengan waktunya, bila beban
ditambahkan.
Melalui analisis data yang dilakukan maka dapat menentukan
besarnya percepatan gravitasi dan konstanta pegas, berdasarkan analisis
data diperoleh besar percepatan gravitasi bumi sebesar 7,218578 m/s dan
secara teori besar nilai percepatan gravitasi yaitu 5,898292 m/s,
selanjutnya untuk pegas tunggal satu diketahui dari hasil analisis data
besar konstanta pegas sebesar 0,679306 N/m dan seterusnya berubah-ubah
untuk massa benda yang berbeda, begitu pula untuk pegas tunggal 1 dan 2
yang disusun secarah seri dan paralel jika beban di tambah maka nilai
konstanta pegasnya juga akan bertambah, padahal semestinya besar nilai
konstanta haruslah sama meskipun massa benda diubah, bila dibandingkan
dengan nilai secarah teori maka akan terlihat hasilnya berbeda, hal ini
disebabkan karena kurangnya ketelitian pada saat mengukur pertambahan
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
panjang pegas dengan periode pegas dan pada saat menghitung waktu
osilasi.
Data praktikum diperoleh bahwa pegas-pegas ini juga sangat
dipengaruhi terhadap periode osilasi dan frekuensi pegas selama pegas
bergetar atau melakukan osilasi. Pada percobaan ini digunakan 3 jenis
berat benda yaitu 0,1 N, 0,15 N, dan 0,2 N. Periode pada pegas tunggal 1
semakin besar berat benda, maka semakin besar pula periodenya demikian
pula pada pegas tunggal 2 yang disusun seri dan paralel. Sementara iru
frekuensinya, semakin besar massa benda frekuensinya semakin kecil,
sehingga dapat disimpulkan bahwa massa benda juga berpengaruh
terhadap percepatan gravitasi bumi yang diperoleh, nilai konstanta
pegasnya, juga pada periode osilasi dan frekuensi yang dialami oleh pegas.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
F. Penutup
1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat da ambil pada pratikum ini adalah sebagai
berikut :
1. Percepatan gravitasi bumi dapat ditentukan dengan metode gerak
osilasi, yaitu melalui hubungan antara pertambahan panjang pegas
dengan periode pegas, dimana percepatan gravitasi sebanding dengan
pertambahan
panjang
pegas
dan
berbanding
terbalik
dengan
periodenya.
2. Besarnya nilai konstanta pegas juga dapat ditentukan melaui metode
gerak osilasi pegas dimana konstanta pegas sebanding dengan massa
beban dan berbanding terbalik dengan periode pegas
2. Saran
Saran yang dapat di sampaikan pada pratikum ini adalah sebagai
berikut :
1. Untuk Pratikan
Agar selalu mengutamakan kerjasama sehingga hasil pratikumnya akan
jadi baik dan lancar dan menjaga hubungan kerjasama dengan asisten
biar namba lancar.
2. Untuk asisten pembimbing
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
Agar selalu tadak jenuh untuk membimbing kami ,karena kelancaran
sebuah pratikum di pengaruhi oleh kontribusi dari asisten,jadi tetap
semangat jangan bosan-bosan untuk membagi ilmunya ke kami
3. Untuk laboratorium
Agar menyiapkan alat dan bahan yang tidak terdapat dalam
pratikum,memperbaharui ulang penuntun pratikumnya karena tidak
sesuai pada saat pratikum seperti di prosedur kerja dll.
Jurnal Praktikum Mekanika Analitik
Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo,2016
DAFTAR PUSTAKA
Buche. 1989.Fisika Edisi Kedelapan. Erlangga. Jakarta.
Gie. 1998.Fisika Dasar I. BIUDP. Jakarta.
Zemansky. 1999.Fisika Untuk Universitas. Trimitra Mandiri. Jakarta.
Anitah.2011.Pegas.http://anitanurdianingrum.blogspot.com/2011/01/.html.
(di akses tanggal 10 desenber 2014).