3 Bandul sederhana adalah benda ideal yang terdiri dari sebuah titik massa, yang
digantungkan pada tali ringan yang tidak dapat mulur. Dari gambar 1 Jika bandul ditarik ke samping dari posisi seimbangnya dan dilepaskan, maka bandul akan berayun dalam bidang
vertikal karena pengaruh gravitasi. Geraknya merupakan gerak osilasi dan periodik
[1]
. Dari persamaan gerak harmonis sederhana jika A adalah jarak simpangan terhadap posisi
setimbang bola, ω= πT da φ adalah eda fase aka :
1 Sedangkan untuk kecepatan kedua bola, jika persamaan 1 dideferensialkan terhadap waktu
maka persamaannya menjadi: V =
A ω cos ωt+φ 2
2.3. Energi kinetik, Energi potensial dan Energi mekanik
Energi kinetik adalah energi yang terdapat pada setiap benda yang sedang bergerak. Besar energi kinetik sebanding dengan massa benda m dan kuadrat kecepatan geraknya V
2
, persamaannya adalah sebagai berikut
[2]
, 3
Jika persamaan 2 disubstitusikan terhadap persamaan 3 maka persamaan energi kinetiknya: Ek=12 m A
2
π
2
T
2
co s πT+φ 4
Dengan Ek=Energi kinetik J, m=massa benda Kg, dan v=kecepatan benda ms. Sedangkan energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena posisinya atau
keadaannya yang menunjukkan bahwa usaha atau kerja dapat dilakukan. Secara matematis, energi potensial gravitasi dirumuskan sebagai berikut
[2]
, Ep=m g h 5
Dengan Ep = energi potensial gravitasi J, m = massa benda kg, g = percepatan gravitasi ms
2
, dan h = tinggi benda m. Energi mekanik adalah penjumlahan energi kinetik dan energi potensial
[2]
, Em= Ek+Ep konstan
Em=12mv
2
+mgh 6
3. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan percobaan dengan menggunakan dua buah bola besi dengan massa yang sama 16,34 gram, digantungkan dengan benang yang
panjangnya 10 cm dan dipasang skala, jarak tiap kotak skala 0.5 mm dirangkai seperti gambar 2. Kemudian salah satu bola besi tersebut ditarik di ketinggian h dengan menganggap sebelah
kiri bola nilainya negatif - dan sebelah kanan bola nilainya positif+, sedangkan 0 adalah posisi kesetimbangan kedua bola, lalu saat bola besi mulai dilepaskan dan bergerak,
pergerakannya direkam dengan menggunakan kamera digital. Hasil rekaman video tersebut diubah ke format jpg menjadi gambar. Data yang diperoleh
kemudian diolah dengan excel untuk memperoleh kecepatan dan energi saat benda mulai bergerak.
4 Gambar 2. Rancangan percobaan
4. HASIL DAN ANALISA Pada percobaan ini video hasil rekaman diekstrak dan dipilih gambar yang paling
banyak memberikan informasi, kemudian dari gambar tersebut dicari posisi x vertikal, y horizontal, dan t diperoleh data posisi terhadap waktu benda bergerak seperti gambar grafik
dibawah ini:
Gambar 3. Grafik posisi benda terhadap waktu Dengan menganggap posisi 0 adalah titik kesetimbangan sumbu x dan di sebelah kiri
sumbu x nilainya negatif sedangkan di sebelah kanan nilainya positif. Pada gambar 3. Saat bola 1 mula-mula bergerak x= -7 cm bola 2 masih diam ketika saat t=0.16 s bola 1 menumbuk bola 2
hingga bola 2 mencapai ketinggian maksimum x=7 cm sedangkan bola 1 diam, sebaliknya saat bola 2 mulai bergerak ke bawah pada t=0.36 s, bola 1 masih diam dan saat t=0.52 s bola 2
menumbuk bola 1 hingga mencapai ketinggian x= -7 cm, pada saat t=1.06 ketinggian bola 2 sudah semakin rendah yaitu x=6.5 cm.
Dari data posisi tersebut diperoleh nilai amplitudo A, periode T dan beda fase φ
kedua bola. Untuk amplitudo maksimum bola pertama =7 dan bola kedua=7.3, sedangkan periode kedua bola T=0.71 s, dan beda fase bola
φ = . 7 s. Setelah mengetahui nilai amplitudo, periode dan beda fase diperoleh grafik posisi terhadap waktu bola didekati dengan
-8 -6
-4 -2
2 4
6 8
10
0,00 0,50
1,00 1,50
Posisi bola 1
Posisi bola 2
Waktu detik X
cm
