MATA KULIAH FISIKA LABORATORIUM LAPORAN

MATA KULIAH : FISIKA LABORATORIUM

LAPORAN PRAKTIKUM

Oleh :
JEPERIS NAHAMPUN

8126175008

KOMYADI 8126175009
RIKARDO MARPAUNG
Kelas : A
DOSEN MATA KULIAH
DR. RIDWAN A. SANI, M.Si

PRODI : MAGISTER PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS PASCASARJANA
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2013

MENENTUKAN BESAR PERCEPATAN GRAVITASI MENGGUNAKAN AYUNAN FISIS

1. Pertanyaan
a. Bagaimana bentuk grafik antara periode dan panjang bandul fisis?
b. Berapa periode ayunan bandul fisis jika ditentukan menggunakan grafik?
c. Berapa besar percepatan gravitasi berdasarkan data percobaan?
2. Alat dan bahan
No.
1
2
3
4

Nama Alat
Statif bandul fisis
Bandul fisis
Mistar (1 meter)
Stop watch/jam

Jumlah
1 set

1 set
1 buah
1 buah

3. Landasan Teori
Bandul fisis berbeda dengan bandul matematis, karena bandul fisis sebuah benda tegar.
Ayunan benda tegar dipengaruhi oleh momen inersia benda tersebut. Misalkan sebuah benda
tegar yang memiliki pusat massa di titik G diayun pada titik O seperti diillustrasikan pada
gambar berikut.
Jika I adalah momen inersia benda, jika diputar pada titik O, m adalah massa belah jarak O ke
G, maka periode ayunan (T) adalah :

T =2 π

√

I
mgh

Momen inersia benda jika diputar pada titik O dapat dinyatakan sebagai berikut:

I =I G + mh

2

I G adalah momen inersia benda jika diputar pada pusat massanya (G). Besar

Dimana
2

I G =m . k , dimana k adalah jari-jari girasi sekitar pusat massa benda. Perioda ayunan dapat
dinyatakan sebagai berikut:

T =2 π

√

λ
g

Berdasarkan persamaan perioda ayunan, dapat dinyatakan bahwa:

k2
h

( )

λ= h+

Persamaan ini dapat disederhanakan sebagai berikut:

2

2

h −hl +k =0
Terbentuklah sebuah persamaan kuadrat yang memiliki 2 nilai untuk h, misalkan h 1 dan h2.
Secara matematika diperoleh h1 + h2 = l, dan h1h2 =k2. Untuk setiap nilai T diperoleh 2 nilai
untuk h sehingga grafik h-vs-T dapat digambarkan sebagai berikut:

Grafik sebelah kanan G untuk h1 yang diukur dari O ke G dan grafik sebelah kiri untuk h2 yang
diukur Q ke G. Titik Q adalah titik tumpu untuk mengayun bandul (jika bandul dibalik)
sedemikian sehingga periode bandul sama besar jika diayun pada titik O. Nilai l dapat
diperoleh dari grafik (jarak B ke D) dengan melihat sebuah garis horizontal dapat dibuat untuk
memperoleh beberapa nilai l. Setiap nilai l berkorelasi dengan nilai T tertentu sehingga dapat
diperoleh harga rat-rata untuk 1/T2 untuk menentukan batas percepatan gravitasi berdasarkan
persamaan berikut:

g=

4 π2 λ
T2

4. Metode Percobaan
Percobaan dilakukan dengan terlebih dahulu menentukan pusat massa dari bandul fisis. Pusat
massa bandul dapat ditentukan dengan mencari titik kesetimbangan bandul dimana bandul
dapat setimbang secara horizontal jika ditumpu pada pusat massanya. Untuk mempermudah
menentukan h, berilah tanda pada titik pusat massa bandul dengan menggunakan kapur.
Lakukan percobaan menentukan periode ayunan bandul dengan memilih satu titik ayunan (O)
dan h diukur menggunakan mistar. Agar penentuan

periode (T) ayunan lebih teliti,

tentukanlah waktu ayunan bandul untuk 50 ayunan sempurna dan catat pada table sebagai
berikut:
Tabel I hasil Pengamatan
No.

H (cm)

Waktu
(detik)

1
2
3

ayunan

20 T (detik)

4
5
dst
Lakukan percobaan dengan h yang berbeda sampai mendekati titik pusat massa benda. Tentukan
nilai T untuk masing-masing nilai h. baliklah bandul dan lakukan percobaan untuk menentukan
periode ayunannya seperti yang telah dilakukan sebelumnya.
Buatlah table hasil pengamatan seperti table 1. Catatlah langkah-langkah percobaan yang anda
lakukan karena perlu dituliskan sebagai prosedur melaksnaakan percobaan dalam laporan
percobaan. Setelah memperoleh data, gambarkan grafik h-vs-T berdasarkan hasil pencobaan.
Lakukan analisis grafik untuk memperoleh nilai l seperti dijelaskan dalam teori. Buatlah table
hasil analisis sebagai berikut:
Tabel I hasil Pengamatan
No

T2 (detik)2

T(detik)

1/T2 (cm/detik2)

.
1
2
3
4
5
dst
Jumlah rata-rata
Rat-rata
5. Data percobaan
Alat ukur waktu

: jam

Ketelitian alat ukur waktu

: ½ . 1 s = 0,5

Alat ukur Panjang

: Mistar

Ketelitian alat ukur panjang

: ½ . 0,1 cm = 0,05

Setelah melakukan percobaan sesuai dengan prosedur, maka kita akan mendapatkan hasil
percobaan. Adapun data hasil percobaan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut:
Table 1. data percobaan
No.

H1(cm)

Waktu 20 ayunan
(detik)

1

13

2

11

3

9

4

7

5

5

6

3

7

1
h2(cm)

1

1

2

3

3

5

4

7

5

9

6

11

7

13

18
18
18
17
17
17
17
17
17
17
17
17
18
18
18
21
21
21
8 (5 ayunan)
8
8
Waktu 20 ayunan
(detik)
10 (5 ayunan)
10
10
23
22
23
20
19
19
19
19
18
18
17
17
17
17
17
18
18
18

Tabel 2. Data percobaan dan nilai periode
Dari data tersebut kita dapat menentukan periode ayunan fisis penggaris tersebut, yaitu:

No.

h1(cm)

1

13

2

11

3

9

4

7

5

5

6

3

7

1
H2(cm)

1

1

2

3

3

5

4

7

5

9

6

11

7

13

Waktu 20 ayunan
(detik)
18
18
18
17
17
17
17
17
17
17
17
17
18
18
18
21
21
21
8 (5 ayunan)
8
8
Waktu 20 ayunan
(detik)
10 (5 ayunan)
10
10
23
22
23
20
19
19
19
19
18
18
17
17
17
17
17
18
18
18

Trata-rata (detik)

T(detik)

18

0,9

17

0,85

17

0,85

17

0,85

18

0,9

21

1,05

8

1,6

10

2

22,6

1,13

19,3

0,96

18,6

0,93

17,3

0,86

17

0,85

18

0,9

6. Analisis Percobaan

Dari data table 1 diatas, kemudian kita menggambarkan grafik berikut ini:
T (sekon)
2

1.8

1.8

1.6

1.6

1.4

1.4

1.2

1.2

1

1
0.8

0.8

0.6

0.6

0.4

0.4

0.2

0.2

0
-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

h (cm)

0

0

0

2

4

6

8

10

12

14

Gambar 1. Grafik antara h vs T
Dari grafik diatas, kita mendapatkan nilai l=(13 + 5)=18 cm yaitu jarak dari A ke D.
Kemudian menentukan nilai h1 dan h2, dapat dilihat juga dari grafik. Lalu menghitung nilai k 2
dengan menggunakan k2 =( 5.13) sesuai dengan tinjauan pustaka di atas. Dan terakhir
menentukan nilai

dengan menggunakan:

k2
65
= 18+
=21.61 cm
h
18

( )(

λ= h+

λ

)

Selain itu kita mendapatkan yang lain juga:
Analisis grafik
No
1
2
3

l
l1
l2
l3

Titik
A-D
B-E
C-F

Panjang (cm)
18 cm
16 cm
18 cm

h1(cm)
5
9
13

h2 (cm)
13
7
5

k2 ( h1.h2)
65
63
65

λ
21.61
19.94
21.61

Nilai periode, periode pangkat dua, 1/periode dan h
2

No

T (detik)

T
(detik)2

1/T2 (cm/detik2)

h (cm)

1

0.83

0.6889

1.451589

13

2

0.82

0.6724

1.48721

11

3

0.84

0.7056

1.417234

9

4

0.82

0.6724

1.48721

7

5

0.86

0.7396

1.352082

5

6

1.02

1.0404

0.961169

3

7

1.7

2.89

0.346021

1

8

0.84

0.7056

1.417234

13

9

0.81

0.6561

1.524158

11

10

0.81

0.6561

1.524158

9

11

0.84

0.7056

1.417234

7

12

0.86

0.7396

1.352082

5

13

1.02

1.0404

0.961169

3

14

1.66

2.7556

0.362897

1

Jumlah

17.06145

Setelah mendapatkan nilai-nilai tersebut, maka kita dapat menentukan nilai percepatan gravitasi
yaitu dengan menggunakan persamaan :
g=

4 π2 λ
T2

Dimana nilai T2 yang kita gunakan adalah nilai rata-ratanya, sehingga dari percobaan diatas kita
akan mendapatkan 2 nilai gravitasi sebesar :
A. Data I
 Nilai gravitasi
g1=

4 π 2 λ1
=( 4 ) ( 3.14 )2 ( 21.61 )( 1.22 )=1039.76 cm/s
2
T
Jika kita ubah menjadi m/s, maka



Ketelitian gravitasi

g1=10.40 m/s

Kemungkinan fraksi kesalahan pengukuran x adalah:
Dimana ketelitian

λ

menggunakan ketelitian mistar yaitu: 0.05 cm
Ketelitian T menggunakan ketelitian stopwatch, yaitu: 0.005 s

Δg
=
g

√(

Δg
=
10.40




Δ λ 2 2 ΔT
+
λ
T

)(

√(

2

)

2
0.05 2 2(0.005)
+
→ Δ g=0.0886 m/s
21.61
1.22

) (

)

Maka hasil pengukuran : g = (10.40 ± 0.09) m/s2
Persen kesalahan percobaan ini:

kesalah an=

(9.8−10.40)
x 100 =6.11
9.8

B. Data II
 Nilai gravitasi
4 π 2 λ1
g2=
=( 4 ) ( 3.14 )2 ( 19.94 ) ( 1.22 )=959.41 cm/s
2
T
Jika kita ubah menjadi m/s, maka


g2=9.59 m/s

Ketelitian gravitasi

Kemungkinan fraksi kesalahan pengukuran x adalah:
Dimana ketelitian

λ

menggunakan ketelitian mistar yaitu: 0.05 cm
Ketelitian T menggunakan ketelitian stopwatch, yaitu: 0.005 s

Δg
=
g

√(
√(

Δg
=
9.59




Δ λ 2 2 ΔT
+
λ
T

)(

2

)

2
0.05 2 2(0.005)
+
→ Δ g=0.0822m/ s
19.94
1.22

) (

)

Maka hasil pengukuran : g = (10.40 ± 0.08) m/s2
Persen kesalahan percobaan ini:

kesalah an=

(9.8−9.59)
x 100 =2.14
9.8