Laporan praktikum ayunan sederhana berikut ini merupakan laporan yang admin susun dari berbagai sumber dan referensi, semoga laporan ini dapat membantu pembaca semuanya.
BAB I PENDAHULUAN
Tujuan
Laporan praktikum ayunan sederhana ini bertujuan untuk:
- mengetahui pengaruh massa (m), panjang tali dengan simpangan (A) terhadap ayunan sederhana (bandul).
Latar Belakang
Fisika adalah ilmu yang mempelajari alam dan fenomena alam, dan semua interaksi di dalamnya, termasuk interaksi antar objek dan interaksi antara objek dan makhluk hidup. Contoh interaksi antara benda dan makhluk adalah orang yang sedang berayun. Dari ayunan ini, kita dapat menghitung periode atau interval waktu yang diperlukan agar beban bergetar penuh dengan secara berkala bergerak bolak-balik di antara titik keseimbangan.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak terlepas dari fisika, dimulai dari hal-hal yang selalu ada dalam diri kita, seperti olah raga yang selama ini kita lakukan, dan energi yang kita konsumsi setiap hari hingga hal-hal selain diri kita sendiri, seperti bermain permainan di Taman Kanak-kanak yaitu ayunan atau mainan mengayun lainnya.
Faktanya, ayunan jenis ini juga erat kaitannya dan menjadi bahasan dalam fisika, dari mana kita dapat menghitung periode, yaitu interval waktu beban untuk melakukan getaran lengkap, dan juga menghitung gravitasi bumi di suatu tempat.
Dalam percobaan ini, ayunan yang digunakan adalah ayunan yang dibuat dengan cara ini, dan muatannya adalah bola becker.
Pada dasarnya percobaan dengan bola becker tidak terlepas dari getaran, yang dimaksud getaran itu sendiri adalah gerakan secara periodik maju mundur melalui titik kesetimbangan. Getaran bisa sederhana atau kompleks.
Getaran bola Baker yang dibahas adalah getaran harmonik sederhana, getarannya adalah gaya resultan yang bekerja pada suatu titik selalu mengarah ke titik ekuilibrium, dan besarnya gaya resultan sebanding dengan jarak dari titik manapun ke titik kesetimbangan.
Ada dua jenis getaran dalam fisika, yaitu getaran harmonik sederhana dan getaran harmonik kompleks. Diskusi Getaran ayunan atau bandul sederhana merupakan getaran harmonik sederhana, dimana resultan gaya yang bekerja pada suatu titik selalu mengarah pada suatu titik kesetimbangan, fenomena ini disebut resonansi.
Dapat dikatakan bahwa objek beresonansi dengan pulsa yang bekerja padanya. Ayunan adalah bandul dengan hanya satu frekuensi alami, yang bergantung pada panjang tali, bukan kualitas bandul atau kualitas tali.
Dalam percobaan bandul sederhana, ayunan yang biasa digunakan adalah ayunan yang dibuat sedemikian rupa sehingga diberi beban berupa satu atau lebih bandul, kemudian digantungkan pada tali atau tipis.
Jika bandul ditarik ke samping dari posisi kesetimbangannya dan kemudian dilepas, maka bandul tersebut akan berayun karena gaya gravitasi atau bergetar akibat berbagai getaran harmonis. Periode gerakan terkoordinasi sederhana tidak bergantung pada amplitudonya.
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Pengertian Ayunan Sederhana
Dalam percobaan ini, ayunan yang digunakan adalah ayunan yang dibuat dengan muatan berupa bola becker. Pada dasarnya percobaan dengan bola becker tidak terlepas dari sifat getaran dalam fisika.
Bagi yang belum paham, yang dimaksud getaran itu sendiri adalah gerakan secara periodik maju mundur melalui titik kesetimbangan. Getaran tersebut bisa sederhana atau kompleks.
Getaran bola becker yang dibahas adalah getaran harmonik sederhana. Getaran tersebut merupakan gaya resultan yang bekerja pada suatu titik, yang selalu mengarah ke titik ekuilibrium, dan besarnya gaya resultan sebanding dengan jarak dari titik manapun ke titik kesetimbangan.
Ayunan sederhana merupakan suatu sistem yang terdiri dari suatu massa yang digantung dengan tali yang tak bermassa. Ketika ayunan ini ditarik ke bagian samping dari posisi seimbangnya dan kemudian dilepaskan, massa (m) akan berayun secara vertikal ke bawah karena adanya pengaruh gravitasi (Anonim, 2011)
Hal ini berlaku juga pada sebuah bandul yang terdiri dari tali berukuran panjang L dan bandul bermassa m. Gaya yang bekerja pada bandul tersebut adalah gaya berat gravitasi (w = mg) dan gaya tarik FT.
Gravitasi memiliki komponen mg cosα searah dengan tali dan mg sinα tegak lurus dengan tali. Bandul akan berosilasi karena adanya komponen gravitasi m.g. Karena tidak ada gesekan udara, bandul berosilasi sepanjang busur melingkar, dan amplitudo tetap tidak berubah.
Untuk mendapatkan ayunan sederhana atau getaran yang harmonis sederhana pada bandul, simpangan yang dibuat jangan melebihi sudut 10 derajat. Hal ini dilakukan agar gerakan mencapai kesetimbangan pada bidang datar. Hal ini sangat penting karena ayunan sederhana bandul memiliki ciri gerak berada pada bidang datar.
Faktor-faktor lainnya dalam ayunan bandul ini bukan hanya periode, frekuensi, dan gaya gravitasi saja, namun panjang tali pada bandul juga mempengaruhi gerakannya. Dengan begitu, perbedaan panjang tali akan mempengaruhi nilai frekuensi, amplitudo, dan lainnya.
B. Periode dan Frekuensi Ayunan Sederhana
Periode merupakan waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada di sekitar titik kesetimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang diberikan.
Satu getaran frekuensi merupakan satu kali gerak bolak-balik penuh, dimana jika digambarkan alurnya adalah a-b-c-b-a.
[su_box title=”Rumus Penting” style=”glass” box_color=”#eab200″ title_color=”#ffffff”]
Periode ayunan pada bandul yaitu:
L = Panjang Tali
g = Percepatan Gravitasi
Untuk mendapatkan gravitasi (g), berikut turunan rumusnya:
T² = 4π² (L/g)
g = 4π² (L/T²)
g = 4π² tan α ; tan α = Δ L / T²[/su_box]
Periode dari bandul tersebut didapatkan dengan 1/frekuensi. Dimana frekuensi merupakan banyaknya getaran yang ada dalam satu detik. Frekuensi mempunyai rumus jumlah getaran dibagi waktu dengan satuan Hz.
C. Prinsip Teori
Gerak harmonik sederhana adalah suatu benda yang bergerak bolak-balik di antara titik kesetimbangan tertentu, dan jumlah getaran benda tersebut tiap detiknya selalu konstan.
Gerak harmonik sederhana dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu (1) gerak harmonik sederhana linier (GHS), seperti hisap, menggunakan bandul matematis dalam silinder untuk menentukan percepatan gravitasi bumi (g), dan osilasi merkuri/air pada tabung berbentuk U.
Gerakan, gerakan horizontal / tegak lurus dengan pegas, dan sebagainya; (2) Gerakan harmonik sederhana sudut (GHS), seperti gerakan bandul fisis, osilasi ayunan torsional, dll.
Ilmu yang mempelajari suara dan getaran sangat erat kaitannya dan bahkan tidak lepas dari ilmu tentang ayunan atau yang disebut getaran. Misalnya dalam kehidupan kita sehari-hari, gejala tersebut adalah gerakan jam bandul, gerakan beban yang digantung oleh pegas, atau bahkan gerakan senar gitar saat memetik. Ketiga contoh tersebut disebut contoh ayunan.
Ayunan sederhana adalah sistem yang terdiri dari sejumlah besar titik yang digantung oleh tali tanpa massa dan tidak dapat diperpanjang. Jika ayunan ditarik dari posisi kesetimbangan ke samping dan kemudian dilepaskan, massa (m) akan mengayun di bidang vertikal dengan pengaruh gravitasi. Ini adalah gerakan osilasi dan periodik.
Ada beberapa contoh gerak harmonik sederhana, diantaranya:
- Getaran harmonis pada bandul: Saat beban digantung pada ayunan dan tidak ada gaya yang diterapkan, benda akan tertahan pada titik kesetimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, beban akan berpindah ke B, C, lalu kembali ke A. Beban bergerak Akan diulang secara berkala. Dengan kata lain, beban pada ayunan di atas melakukan gerakan harmonik sederhana.
- Getaran harmonis pada pegas: Ketika sesuatu dipasangkan ke ujung pegas, kemudian yang terjadi adalah pegas meregang (bertambah panjang)=y. Jika tidak ada gaya luar yang diterapkan (tarik atau goyang), pegas akan mencapai kesetimbangan.
Kondisi benda untuk melakukan gerakan harmonik sederhana adalah bahwa gaya pemulih sebanding dengan simpangannya. Jika gaya pemulihan sebanding dengan simpangan x atau sudut 0, bandul akan melakukan gerakan harmonik sederhana.
Sebagaimana diketahui, periode adalah waktu yang dibutuhkan objek untuk menyelesaikan getaran lengkap. Getaran bergerak maju mundur di dekat titik ekuilibrium, dan kekuatan titik kesetimbangan dipengaruhi oleh besarnya energi yang diberikan.
BAB III METODE PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Praktikum ayunan sederhana ini kami lakukan pada:
Hari: Minggu / 07 November 2020
Tempat: Laboratorium Fisika
B. Peralatan Dan Bahan
[su_box title=”Alat dan Bahan” style=”glass” box_color=”#eab200″ title_color=”#ffffff”]
- Dasar statif
- Kaki statif
- Batang statif pendek
- Batang statif panjang
- Balok penahan
- Beban 50 gram
- Benang/tali
- Jepitan penahan
- Stopwatch[/su_box]
C. Prosedur Kerja atau Cara Kerja
Adapun langkah-langkah dalam praktikum ayunan sederhana antara lain:
- Rakit statif dan letakkan di atas meja.
- Pasang balok penahan tepat di atas batang statif, dan kemudian pasang sumbat poros pada balok penahan.
- Ikat beban dengan tali, buatlah10 tanda pada tali dengan jarak 10 cm.
- Kencangkan beban pada sumbat poros (panjang tali 100 cm dari ujung beban).
- Siapkan stopwatch.
- Siapkan dengan jarak 6 cm (simpangan 1).
- Tekan tombol stopwatch dan lepaskan beban pada saat yang sama, hitung 10 ayunan 2x pada beban dan panjang berbeda. Jangan lupa catat waktunya pada tabel yang sudah disediakan.
- Ulangi langkah 6 dan 7 sampai tabel hasil percobaan terisi penuh.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Percobaan
Berikut ini adalah hasil pengamatan pada praktikum ayunan sederhana yang telah kami lakukan:
| Simpangan | I | II | I | II | I | I | I | I |
| Beban (gr) | 50 | 50 | 100 | 100 | 50 | 50 | 100 | 100 |
| Panjang tali | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| Waktu 10 ayunan | 18.71 | 19.10 | 19.80 | 19.72 | 16.67 | 16.61 | 17.15 | 17.36 |
| Periode (T) | 1.871 | 1,910 | 1,980 | 1,972 | 1,667 | 1,661 | 1,715 | 1,736 |
B. Pembahasan
Hubungan antara periode (T) dan frekuensi (f):
Dari hasil analisa diatas dapat diketahui bahwa waktu yang dibutuhkan untuk melakukan ayunan tergantung dari panjang tali dan beban pada ayunan.
Jika panjang tali 100 cm dan beban 50 gram maka waktu yang dibutuhkan untuk satu kali getaran pada percobaan I dan II hampir sama yaitu 0,053 dan 0,052.
Ketika beban dinaikkan menjadi 100 gr maka periodenya menjadi 0,050 dan 0,051 dengan kata lain waktu yang dibutuhkan untuk satu getaran lebih cepat karena beban juga bertambah.
Jika panjang tali dikurangi menjadi 80 cm, waktu mengayun akan lebih cepat, tetapi siklusnya akan lebih lambat.
BAB V PENUTUP
Kesimpulan
Dari hasil analisis di atas, dapat ditarik kesimpulan:
- Pengaruh kualitas, panjang dan simpangan tali adalah semakin besar massa benda maka semakin cepat siklus ayun.
- Semakin pendek talinya, semakin besar periode ayunannya.
- Waktu 10 kali ayunan sangat berpengaruh pada siklus mengayun. Semakin cepat 10 kali ayunan, semakin pendek siklusnya. Sebaliknya, semakin lama 10 kali ayunan, semakin panjang siklus ayunan.
Download Laporan Praktikum (PDF)
Anda Dapat Mendownload laporan praktikum ayunan sederhana ini dalam format PDF dengan mengklik tombol download dibawah ini.
[su_spoiler title=”Download / Unduh” style=”fancy” icon=”chevron-circle”]
Download File
PDF (191 KB)[/su_spoiler]