Senin, 29 Juni 2015

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II ‘GETARAN TEREDAM (M.3)’

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II
‘GETARAN TEREDAM  (M.3)’
BAB I
PENDAHULUAN
1.1        Latar belakang
Setiap gerakan yang terjadi secaa berulang/bolak-balik dengan selang waktu yang sama disebut gerakan periodik. Karena geakan ini terjadi secara teratur maka diebut juga sebagai gerakan harmonik. Apabila suatu parikel melakukan gerakan periodik dalam lintasann yang sama akan gerakannya disebut osilasi/getaran.
          Getaran adalah suatu gerak bolak-balik di sekitar kesetimbangan. Dimana kesetimbangan di sini maksudnya adalah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Getaran dibagi menjadi dua yaitu getaran bebas dan getaran paksa. Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan, sedangkan getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi. Gerakan harmonik sederhana disebabkan oleh gaya pemulihan atau gaya balik linear, yaitu resultan gaya yang arahnya selalu menuju titik kesetibangan dan besarnya sebanding dengan simpangannya, dimana arah gaya selalu berlawanandengan arah simpangan.
          Getaran sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu jenis getaran yang sangat bermanfaat dalam perkebangan teknnologi adalah gelombang., yang dianfaatkan dalam berbagai alat modern yang membantu kegiatan manusia.

1.2        Tujuan percobaan
Menentukan secar eksperimentil bagaimana redaman tergantung dari luas kertas dan momen kelembaman sistem.


















BAB II
DASAR TEORI
Gerak harmonik atau osilasi adalah gerak sebuah benda secara bolak-balik melalui lintasan yang sama. Getaran akan terjadi bila suatu sistem diganggu dari posisi setimbangnya. Getaran yang berulang-ulang di sekitar titik setimbang dikatakan sebagai gerak periodik. Secara umum sistem getaran mekanis sederhana ditunjukkan pada suatu pegas heliks dengan koefisien pegas k, serta sebuah massa m yang melekat pada ujung pegas. Persamaan gerak getaran dapat diturunkan dari dua buah hukum gerak, yaitu Hukum II Newton dan Hukum Hooke.
Hooke dalam bukuNya menulis formula :                          (2.1)
dengan F adalah gaya pegas (gaya pemulih atau restoring force) dan k adalah tetapan pegas.
Jika gaya pegas adalah satu - satunya gaya luar yang bekerja pada benda, maka pada benda berlaku Hukum II Newton :                              (2.2)
Dengan m = massa benda dan  a = percepatan
Dalam  sebuah osilasi/getaran, apabila tidak ada gaya gesek maka pegas akan terus berosilasi tanpa berhenti. Pada kenyataannya amplitudo osilasi makin lama akan semakin berkurang dan pada akhirnya osilasi akan berhenti. Dikatakan bahwa gerak osilasi diredam oleh gaya gesek sehingga gerak osilasi ini disebut gerak harmonik teredam. Dalam banyak hal, gaya gesek adalah sebanding dengan kecepatan benda, dan mempunyai arah berlawanan dengan kecepatan benda tersebut. Pada sistem osilasi, energi mekanik terdisipasi akibat gaya geseknya. Jika energi mekaniknya berkurang maka dapat diartikan bahwa gerak pada sistem teredam.
Ketika suatu sistem diberi gaya, maka respon yang terjadi bergantung pada gaya luar yang diberikan pada sistem dan redaman yang dialami sistem tersebut. Total gaya yang bekerja pada massa m dalam sistem teredam adalah Persamaan gerak teredam diperoleh dari Hukum Newton II ( persamaan 2.2), dimana F adalah gaya balik yang bernilai negatif (persamaan 2.1) dan gaya redaman diperoleh dari hasil kaliberasi persamaan hukum II Newton dengan hukum Hook,
 ∑ F= m.a, dimana a= 
-b  - k.x= m.
m. + b  + k.x = 0
maka b  adalah redaman.
Diperoleh : ,                                                            (2.3)
 dengan =gaya redaman, dan b=tetapan positif.
Dalam sistem osilator, terdapat suatu silinder vertikal yang berada antara dua kawat vertikal.dalam silinder terebut terdapat lobang yang  dapat dimasuki batang dan  dijepit. Pada ujung batang horisontal terdapat bebanyang akan menjadi peredam.
Suatu bintink cahaya dapat di proyeksikan diatas mistar melalui cermin yang terikat pada ilinder vertikal. Dengan begitu amplitudo dapat diukur.
Jika redaman sebanding dengan kecepatan maka persamaan differensial yang melukiskan sistem adalah :                          (2.4)
Dengan I= mommen kelembaman, ϴ = sudut yang dibuat oleh batang horisontal  terhadap sikap seimbang.penyeleaian persamaan differensial terebut adalah :
                                                                             (2.5)
Dengan :
  dan 








BAB III
METOE PENELITIAN
3.1                         Alat dan Bahan
*    Osilator
*    Stopwacth
*    Alat ukur panjanng
*    Spidol
*    Beban


3.2                         Skema Percobaan
Picture1.png

Keterangan :
1 : statif
2 : beban
3: kawat
4 : batang horisontal
5 : silinder vertikal
6 : arah cahaya dari silinder vertikal
7 : sasaran dari cahaya yang menunjukan adanya osilasi

3.3                         Tata laksana percobaan
*    Rangkai alat seperti pada skema
*    Tambahkan beban pada salah satu ujung batang horisontal
*    Beban digerakan, dan waktu yang dibutuhkan cahaya yang tampak pada sasaran (papan) untuk melakukan setiap getaran dicatat. (banyaknya getaran yang dicatat tergantung kesepakatan bersama asisten).
*    Amplitudo getaran diukur dan di catat.
*    Langkah 2-4 diulangi dengan memvariasikan beban. (banyaknya veriasi tergantung kesepakatan bersama asisten).

3.4                         Analisa data
 
-
Dengan :
 
 
 
 

 
 
 
 









BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1                         Percobaan 1 ( dengan luas beban : 6 x 6 cm )
Setelah melakukan percobaan pertama dengan variasi beban, dengan luas beban 6 x 6 cm, praktikan memperoleh data sebagai berikut.
Grafik 4.1 percobaan 1 dengan luas beban = 6 x 6 cm
Dari hasil kaliberasi yang telah dilakukan pada analisa data, sudah diketahui variaber-variaber yang dapat membantu praktikan untuk mencapai tujuan praktikum. Dari variaber ini (x dan y), dapat dibentuk sebuat grafik yang dapat mebantu praktikan dalam menyimpulkan hasil praktikum. Grafik yang diperoleh adalah sebagai berikut.





Gambar 4.1. grafik percobaan 1, dengan variasi massa, dimana luas plat : 6 x 6 cm
            Pada percobaan getaran teredan ini, praktikan menggunakan massa sebagai variasi yang membedakan percobaan 1, 2, dan 3.  Pada percobaan satu, praktikan menggunakan plat yang memiliki luas 6 x 6 cm. Massa dari plat ini tidak di ketahui/tidak diukur, karena menurut yang dijelaskan asisten, massa hanya berpengaruh pada saat percobaan, sedangkan pada perhitungan yang akan dilakukan praktikan, massa tidak dibutuhkan. Pada perhitungan, praktikan menggunakan metode regresi linear dengan variaber X dan Y seperti yang telah diperoleh pada analisa data. Praktikan menggunakan metode regresi linear agar hasil yang diperoleh lebih pasti/lebih sesuai, sehingga kesalahan yang dilakukan praktikan saat melakukan praktikum, akan terlihat jelas pada perbedaan antara hasil perhitungan dan referensi.
Setelah melakukan perhitungan seperti yang telah dilampirkan, diperoleh hasil : . Seperti yang telah dipaparkan pada analisa data, bahwa , maka : . Dapat disimpulkan bahwa pada praktikum pertama ini terjadi kesalahan yang terlihat jelas pada hasil praktikum, dimana ralat lebih besar dari hasil. Kesalahan ini mungkin terjadi karena kesalahan praktikan saat melakukan praktikum, kesalahan pada alat yang digunakan, ataupun kurang jelinya praktikan dalam mengambil data.
4.2                         Percobaan 2 (dengan luas beban = 8 x 8 cm)
Data yang diperoleh pada percobaan 2 ini adalah sebbagai berikut.
Tabel 4.2 Hasil percobaan 2 ( luas masa = 8 x 8 cm)
Seperti pada percobaan pertama, dengan menggunakan hasil praktikum di atas, praktikan dapat membentuk grafik. Dan grafik yang terbentuk adalah sebagai berikut :










Gambar 4.2 grafik percobaan 2 (dengan luas massa 8 x 8 cm)
Pada praktikum ke-2 ini, praktikan mengunakan beban dengan luas 8 x 8 cm. Seperti yang telah dijelaskan pada perjelasan percobaan satu, bahwa massa plat tidak diperhitungkan.
Sama sepperti pada percobaan 1, pada percobaan ke-2 ini praktikan juga menggunakan metode regresi linear dalam menyelesaikan perhitungan. Dan diperoleh hasil ebagai berikut :
  
Maka :
 
Pada percobaan kedua ini, juga terdapat kesalahan. Terlihat pada hasil yang bernilai negatif (-). Kesalahan ini terjadi karena praktikan tidak jeli dalam mencatat waktu dan amplitudo saat melakukan praktikum.
4.3                          Percobaan 3 ( variasi massa dengan luas massa = 10 x 10 cm )
Data yang diperoleh saat melakukan praktikum divariasi ke-3 ini adalah sebgai berikut.
Tabel 4.3. hasil praktikum percobaan 3 ( luas massa = 10x 10 cm)

Seperti pada percobaan 1 dan 2, pada ecobaan 3 ini, praktikan juga akan membentuk grafik dari data yang telah di peroleh. Dan grafik yang terbentuk sebagai berikut.










Gambar 4.3 grafik percobaan 3 ( luas massa = 10 x 10 cm)
Pada percobaan ketiga ini, praktikan tidak banyak menjelaskan karena sebagian besar sama seperti pada percobaan 1 dan dua. Yang berbeda pada percobaan ketiga ini aadalah luas massa beban yang digunakan yaitu 10 x 10 cm. Pada percobaan ini, praktikan juga menggunakan metode regresi.
Hasil yang di peroleh setelah melakukan perhitungan adalah sebagai berikut.
Karena m =  dan , maka :
Hasil ini juga terlihat tidak sesuai karena nilai yang diperoleh masih nehatif (-).
Kesalah ini terletak pada saat mengambil waktu dan mengukur amplitudo, saat praktikum berlangsung.

Pada ketiga variasi diatas, terlihat bahwa hasil yang diperoleh semuanya tidak sesuai dan juga tidak sama. Ini terjadi mungkkin karena kesalahan yang dilakukan praktikum saat mencatat waktu dan mengukur amplitudo. Dapat di simpulkan bahwa praktikum kali ini gagal.












BAB V
KESIMPULAN
5.1                        . Pada percobaan pertama momen kelembaman sistem adalah :
5.2                        . Pada percobaan ke-2 momen kelembaman sistem adalah :
5.3                        . Pada percobaan ke-3 momen kelembaman sistem adalah :











DAFTAR PUTAKA
Tippler, paul A. 1998. Fisika untuk sains dan teknik. Jakarta : Erlangga
Halliday, Resnick. 2010. Fisika Dasar Edisi 7 Jilid 2. Erlangga : Jakarta

Staf Laboratorium Fisika Dasar 2014. Panduan Praktikum Fisika
Dasar II. Yogyakarta : Laboratorium Fisika Dasar UGM.