JURNAL GERAK OSILASI DAN JATUH BEBAS

GERAK OSILASI DAN JATUH BEBAS

ABSTRAK

Tujuan dari percobaan “Gerak Osilasi dan Jatuh Bebas” adalah untuk mempelajari gerak jatuh bebas dan menghitung besar percepatan gravitasi bumi. Metode percobaan yang dilakukan yaitu merangkai alat-alat yang terdiri dari holding magnet, receptor pad, button switch, digital counter, dan mistar. Selanjutnya menggantungkan bola baja pada holding magnet yang disesuaikan pada ketinggian yang telah ditentukan.kemudian menekan tombol button switch sehingga bola terlepas (jatuh bebas) pada holding magnet menujureceptor pad dan waktu akan dicatat olehdigital counter dalam satuan milisekon. Kemudian menekan tombol reset pada digital counter dan mengulangi langkah di atas untuk ketinggian yang berbeda. Percobaan ini memanipulasi ketinggian dan massa bola baja. Ketinggian ini dimanipulasi sebanyak lima kali, yaitu : 50cm, 60cm,70cm, 80cm, dan 90 cm. Percobaan ini diulang lima kali tiap ketinggian sehingga didapatkan data yang spesifik. Dari data yang diperoleh menunjukkan semakin tinggi kedudukan benda maka semakin lama waktu yang dibutuhkan. Hal ini menunjukkan percepatan benda konstan. Namun dari hasil perhitungan, data yang diperoleh tidak sesuai dengan teori yaitu besarnya gravitasi bumi 9,8 m/s2. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu adanya pengaruh gesekan udara dan kurang telitinya dalam membaca hasil pada digital counter.

 

 

PENDAHULUAN

  1. LATAR BELAKANG

Gerak dengan percepatan hampir konstan yang sering dijumpai Menunjukkan bahwa setiap benda yang dilepas dari suatu ketinggian atau dilempat ke atas akan jatuh ke bumi karena adanya suatu gaya tarik  bumi ( gravitasi bumi).

Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuh benda pada arah vertikal dari ketinggian h tertentu tanpa kecepatan awal (v0 = 0), jadi gerak benda hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi g. Galileo menyatakan “apabila tidak ada udara atau hambatan lainnya semua benda akan jatuh dengan percepatan sama”.

 

  1. RUMUSAN MASALAH
  2. Apakah ada pengaruh antara jarak yang ditempuh benda terhadap waktu benda yang jatuh ?
  3. Apakah massa suatu benda mempengaruhi laju jatuhnya benda ?
  4. Gaya apa yang mempengaruhi pada percobaan gerak jatuh bebas?

 

  1. TUJUAN
  2. Mempelajari gerak jatuh bebas
  3. Menghitung besar percepatan grafitasi bumi (g) melalui percobaan gerak jatuh bebas

 

DASAR TEORI

Kinematika adalah ilmu yang mempelajari gerak tanpa memperdulikan penyebab timbulnya gerak. Terdapat dua jenis gerak lurus, yaitu GLB (gerak lurus beraturan) dan GLBB (gerak lurus berubah beraturan). GLB didefinisikan sebagai gerak suatu benda dengan kecepatan tetap (a=0), sedangkan GLBB sebagai gerak suatu benda dengan percepatan tetap. GLBB dan GLB dapat diselidiki dengan menggunakan tick timer.

Suatu benda yang dijatuhkan dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal (v 0=0) massa benda tersebut mengalami gerak jatuh bebas dan gerak ini dipengaruhi oleh gerak gravitasi bumi. Jatuh bebas termasuk GLBB, sehingga memiliki kecepatan tetap. Bila tidak ada gesekan udara, semua benda yang jatuh pada tempat yang sama di bumi akan mengalami percepatan yang sama, tidak bergantung pada ukuran, berat, dan susunan benda.

h=   gt2 ……….(1)

Keterangan :

h=ketinggian benda(m)

g=kecepatan gravitasi(m/s2)

t=waktu(sekon)

gerak jatuh bebas/GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Variasi dari gerak ini adalah gerak jatuh dipercepat dan gerak peluru. Secara umum gerak yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi memiliki bentuk :

y= y0 + v0.t + 1/2gt2……….(2)

Keterangan :

t=waktu(sekon)

y=posisi pada saat t (m)

y0=posisi awal(m/s)

v0=kecepatan awal (m/s)

g=percepatan gravitasi(m/s2)

Akan tetapi khusus untuk GJB diperlukan syarat tambahan yaitu

V0 = 0

Sehingga rumusan diatas menjadi

y= y0 + 1/2gt2

Aapabila gerak jatuh bebas adalah gerak yang hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, dapat dikemukakan gerak jatuh yang mirip akan tetapi tidak hanya oleh gravitasi, misalnya gerak oleh gaya listrik.

 

METODE PERCOBAAN

  1. RANCANGAN PERCOBAAN

 

Gambar rangkaian percobaan

 

  1. ALAT DAN BAHAN
  2. Bola baja 2 buah
  3. Digital counter 1 buah
  4. Receptor pad 1 buah
  5. Holding magnet 1 buah
  6. Button switch 1 buah
  7. Kabel kontak 1 buah
  8. Mistar 2m 2 buah

 

  1. VARIABEL

Variabel control=digital counter, receptor pad, holding magnet, button switch, kabel kontak, mistar

Variabel manipulasi = massa bola baja, ketinggian.

Variabel respon = waktu

 

  1. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

Merangkai semua peralatan, kemudian menekan tombol power lalu mereset ulang digital counter pada kedudukan nol. Selanjutnya menggantungkan bola baja pada holding magnet bermassa 6,8 gram, kemudian meletakkan pelat kontak pada jarak 1m terhadap letak bola. Setelah itu mengatur jarak bola ke reseptor pad (h). Untuk menghitung waktu dengan hitungan milisekon dan mengatur (mereset) digital counter ke posisi nol. Setelah itu memasang pelat kontak sedemikian rupa hingga bola jatuh setelah arus magnet berhenti dan akan jatuh tepat di atas receptor pad. Setelah semua siap kemudian menekan button switch. Setelah itu mencatat waktu jatuh (t) pada digital counter dan direset kembali ke posisi nol. Kegiatan ini diulangi lima kali dengan ketinggian yang sama. Selanjutnya mengubah/mengatur ketinggian benda (h) lima kali ( missal pada jarak 50 cm, 60 cm, 70 cm, 80 cm, dan 90 cm), dan pada masing-masing ketinggian prosedur di atas diulang sebanyak lima kali. Selanjutnya mengganti bola baja bermasa 2,1 gram, kemudian melakukan pengubahan ketinggian (h) pada jarak (50 cm, 60 cm, 70 cm, 80 cm, dan 90 cm) dan pada masing-masing ketinggian prosedur di atas diulang sebanyak lima kali.

 

 

DATA DAN ANALISIS

  1. Data
B.     (m±0,1)gr (h±0,1)cm Percb t (ms)
6,8 50,0 1 343
2 353
3 347
4 346
5 345
60,0 1 370
2 370
3 371
4 372
5 371
70,0 1 397
2 397
3 397
4 397
5 397
80,0 1 422
2 423
3 424
4 421
5 421
90,0 1 445
2 445
3 444
4 445
5 444

 

 

(m± 0,1)gr (h± 0,1)cm percb t (ms)
2,1 50,0 1 347
2 352
3 348
4 345
5 349
60,0 1 373
2 380
3 383
4 384
5 374
70,0 1 424
2 398
3 401
4 402
5 511
80,0 1 424
2 422
3 423
4 423
5 422
90,0 1 448
2 449
3 449
4 446
5 453

 

  1. Analisis

dari data hasil percobaan yang telah dilakukan, diperoleh rata-rata waktu, percepatan gravitasi dan ketelitian untuk bola baja dengan massa 6,8 gr, sebagai berikut:

–          Massa 6,8 gr :

 

h = 50 cm = 0,5 m            g rata-rata ± ∆g (8,2 ±  0,2) m/s2, taraf ketelitian 97,57%

h = 60 cm = 0,6 m            g rata-rata ± ∆g ( 8,72 ± 0,045) m/s2 ; 94,84%

h = 70 cm = 0,7 m            g rata-rata ± ∆g ( 8,9 ± 0) m/s2; taraf ketelitian 100%

h = 80 cm = 0,8 m             g rata-rata ± ∆g (8,96 ± 0,07) m/s2 ; taraf ketelitian 99,992%

h = 90 cm = 0,9 m            g rata-rata ± ∆g (9,11 ± 0,002) m/s2 ; taraf ketelitian 97,81%

 

Massa 2,1 gr :

2h

 

h = 50 cm = 0,5 m            g rata-rata ± ∆g (8,235 ± 0,165) m/s2 ; taraf ketelitian 98,00%

h = 60 cm = 0,6 m            g rata-rata ± ∆g (8,37 ± 0,47) m/s2 ; taraf ketelitian 94,39%

h = 70 cm = 0,7 m            g rata-rata ± ∆g (8,55 ± 0,14)m/s2 ; taraf ketelitian 98,40%

h = 80 cm = 0,8 m            g rata-rata ± ∆g (8,96 ± 0,07) m/s2 ; taraf ketelitian 92,19%

h = 90 cm = 0,9 m            g rata-rata ± ∆g ( 9,11 ± 0,025) m/s2; taraf ketelitian 97,26%

 

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan di peroleh bahwa jarak suatu benda di pengaruhi oleh waktu  yang jatuh, karena semakin tinggi benda yang akan di jatuhkan maka semakin banyak pula waktu s benda yang jatuh. Massa, susunan dan volume suatu benda tidak mempengaruhi laju jatuhnya benda, karena pada rumus GJB yaitu g=2h/ t2 , sudah jelas bahwa yang mempengaruhi gerak jatuhnya benda itu hanya ketinggian dan waktu yang dibutuhkan. Dan gaya yang mempengaruhi gerak jatuh bebas adalah gaya gravitasi bumi

 

Saran:

Alat yang digunakan kurang bagus karena jika disenggol sedikit akan bermasalah dan harus disetel ulang, selain itu ruangan lab sudah bagus, dan saya berterimakasih kepada asisten karena sudah melakukan tugasnya dengan baik.

Screenshoot:

1

2

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *