Bandul Matematis

Tiga tahun tidak terasa telah berlalu bagi siswa-siswi SLTA dan untuk pertama kalinya mempersiapkan diri untuk kegiatan praktek Fisika. Keterbatasan alat tidak menjadi kendala, karena masih ada percobaan yang bisa dilakukan dengan alat dan bahan sederhana. Bandul matematis atau ayunan sederhana menjadi kandidat utama untuk perconaan praktek fisika tahun ini.

Berikut ini adalah petunjuk praktikum bandul matematis atau ayunan sederhana :

--- ~o0o~ ---

AYUNAN SEDERHANA

A. Tujuan

• Mengukur percepatan gravitasi pada suatu tempat dengan ayunan sederhana.
• Membuktikan hubungan periode getaran (T) dengan panjang tali (l).

B.  Dasar Teori 

           Percepatan gravitasi belum dapat diukur secara langsung. Pengukurannya dapat melalui eksperimen dengan memanfaatkan perumusan suatu konsep atau hukum fisika. Banyak persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk mengukur percepatan gravitasi, salah satunya adalah ayunan sederhana.

Gambar 1

Pada gambar 1, sebuah benda diikat dengan tali kemudian disimpangkan ke titik A kemudian dilepaskan. Benda tersebut dapat bergerak bolak-balik pada lintasan yang sama A-B-C-B-A. Jika sudut simpangannya kecil (< 12^o), maka akan terjadi gerak harmonis (getaran) sederhana. Getaran ini dikenal dengan nama ayunan sederhana atau bandul matematis. Ayunan sederhana atau bandul matematis memiliki periode yang memenuhi persamaan berikut.

Dari persamaan (1) di atas, dapat dilihat adanya unsur besaran percepatan gravitasi (g). Apabila nilai T (periode getaran) dan l (panjang tali) diketahui, maka nilai g dapat dihitung dengan persamaan :

            Dimana : g = percepatan gravitasi

                           l = panjang tali

                          T = periode getaran

Gambar 2

Untuk mengukur percepatan gravitasi  dan menentukan hubungan periode getaran (T) dengan panjang tali (l) melalui eksperimen dapat dirancang alat seperti pada gambar 2. Benda diikat dengan benang sepanjang (l), diikatkan pada statif kemudian diayunkan. Dengan mengukur waktu (t) pada 10 ayunan, berlaku :

C. Alat dan Bahan

1. Paku                           1 buah
2. Benang                        secukupnya
3. Stopwatch                  1 buah
4. Mistar                         1 buah
5. Beban                         1 buah
6. Busur derajat              1 buah

D. Prosedur Percobaan

1. Susunlah alat seperti pada gambar 2.a.
2. Kemudian tentukan panjang tali (l) yang diinginkan dan catat pada tabel hasil percobaan.
3. Simpangkan beban dengan sudut simpangan kecil (< 12T²).
4. Lepaskan bebannya dan ukurlah waktu yang dibutuhkan untuk 10 kali getaran. Catat waktu yang diperole pada tabel hasil percobaan.
5. Ulangi langkah (2), (3), dan (4) dengan panjang tali yang berbeda.

E. Tabel Hasil Percobaan

Tabel 1

Tabel Hasil Percobaan

Percobaan ke-	l (m)	t (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

F. Pengolahan Data
Menghitung percepatan gravitasi

     Untuk menentukan percepatan gravitasi berdasarkan hasil percobaan, lengkapilah kolom pada tabel di bawah ini!

Tabel 2

Tabel Pengolahan Hasil percobaan

No	l (m)	T2 (s2)	g (ms-2)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Besar percepatan gravitasi rata-rata dapat dihitung dengan persamaan :

       Menghitung deviasi standar dengan persamaan :

       Jadi, besar percepatan gravitasi berdasarkan hasil percobaan adalah sebagai berikut:

   Suatu percobaan tidak lepas dari kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi. Ketelitian menjadi salah satu penyebab perbedaan hasil pengukuran. Ketelitian dapat diukur dengan menghitung kesalahan relatif dari suatu percobaan. Makin kecil persentase kesalahan relatif, berarti makin besar ketelitian yang dilakukan pada pengukuran tersebut. Berikut ini adalah persamaan untuk mengukur kesalahan relatif.

        Hubungan periode getaran (T) dengan panjang tali (l)

   Untuk menentukan hubungan antara periode getaran (T) dengan panjang tali (l), buatlah grafik yang menunjukkan hubungan antara panjang tali dengan kuadrat periode getaran. Nilai kuadrat periode getaran sudah dihitung pada tabel 2. Berdasarkan grafik tersebut, hubungan kedua besaran dapat ditentukan.

Grafik 1

Hubungan periode getaran (T) dengan panjang tali (l) 

G.   Analisis dan Pembahasan
Analisislah hasil percobaan yang telah dilakukan berdasarkan pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!

• Bagaimanakah menentukan besar percepatan gravitasi dari percobaan ayunan sederhana?
• Percepatan gravitasi berdasarkan topografi daerah Subang dengan menggunakan International Gravity Formula ada pada kisaran 9,73 m/s² sampai dengan 9,83 m/s2. Berapakah besar percepatan gravitasi berdasarkan hasil pengolahan data? Jika diluar kisaran tersebut, mengapa hal itu terjadi?
• Bagaimanakah hubungan periode getaran (T) dengan panjang tali berdasarkan grafik? Jika tidak sesuai dengan teori, mengapa hal itu terjadi?

H.  Kesimpulan dan Saran

1.  Berapa besar percepatan grafitasi?

2.  Bagaimana hubungan periode getaran

Saran diberikan untuk perbaikan praktikum yang telah dilakukan, agar praktikum ayunan sederhana berikutnya lebih baik dari sebelumnya.

--- ~o0o~ ---




FORMAT  LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

SMK NEGERI 1 SUBANG

Format Laporan Praktikum dibuat pada kertas  HVS , yang terdiri dari :

I.     Cover

       Contoh cover :

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

JUDUL PRAKTIKUM

Oleh :

Nama          :

Kelas           :

Kelompok    :

NIS              :

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK SEPEDA MOTOR

BIDANG KEAHLIAN TEKNOLOGI DAN REKAYASA

SMK NEGERI 1 SUBANG

2012

II.    Isi laporan Praktikum

1.      Judul Praktikum

2.      Tujuan

3.      Dasar Teori

4.      Alat dan Bahan

5.      Prosedur Percobaan

6.      Data Hasil Percobaan

7.      Pengolahan Data

8.      Analisis dan Pembahasan

9.      Kesimpulan dan Saran

--- ~o0o~ ---