10. Bab V

BAB V BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA 5.1 Tujuan 1. Dapat menetukan periode bandul T 2. Menjelaskan karakter fisis bandul sederhana sederhana berdasarkab hubungan periode bandul T dan Panjang bandul dan hubunganannya dengan massa bandul 3. Menentukan frekuensi resonansi bandul sederhana.

5.2 Teori Dasar 1.

Gerak Harmonik Sederhana Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak – balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon yang selalu konstan. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu (1) Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa/ air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya; (2) Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

2.

Gerak Harmonik pada Bandul Sebuah bandul adalah massa (m) yang digantungkan pada salah satu ujung tali dengan panjang l dan membuat simpangan dengan sudut kecil. Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu dan panjang busur adalah Kesetimbangan gayanya. Bila amplitudo getaran tidak kecil namun tidak harmonik sederhana sehingga periode mengalami ketergantungan pada amplitudo dan dinyatakan dalam amplitudo sudut.

3.

Besaran Fisika pada Ayunan Bandul a. Periode (T) Periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran. Benda dikatakan melakukan satu getaran jika benda bergerak dari titik di mana benda tersebut mulai bergerak dan kembali lagi ke titik tersebut. Satuan periode adalah sekon atau detik.

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

KELOMPOK 5

b. Frekuensi (f) Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik, yang dimaksudkan dengan getaran di sini adalah getaran lengkap. Satuan frekuensi adalah hertz. c. Amplitudo Amplitudo dapat didefinisikan sebagai jarak terjatuh dari garis kesetimbangan dalam gelombang sinusoide yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika.

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

65

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

KELOMPOK 5

5.3 Metodologi Praktikum 5.3.1 Skema Proses Siap kan material

Beri simpangan pada bandul

Lepaskan bandul ketika sudah dalam keadaan siap

Membuat grafik

Salin data untuk bandul

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

66

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

KELOMPOK 5

5.3.2 Penjelasan Skema Proses 1. Beri simpangan pada bandul 2. lepaskan bandul ketika sudah siap jalankan jam henti pada saat bola pejal melewati titik 0 3. baca dan catat waktu T 4. Membuat grafik yang menghubungkan antara t 5. Lalu dari hasil grafik tersebutkan berikan penilaian tentang kesalahan antara T 6. salin data untuk bandul dengan bola 5.4 Alat Dan Bahan 5.4.1 Alat 1. Dasar statif

:1 buah

2. Kaki statif

:1 buah

3. Bosshead bulat

:1 buah

4. Bosshead universal

:1 buah

5. Pasak penumpu

:1 buah

6. Stopwatch

:1 buah

5.4.2 Bahan 1. Bola bandul

:1 buah

2. Tali nilon

:Secukupnya

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

67

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

KELOMPOK 5

5.5 Pengumpulan Dan Pengolahan Data 5.5.1 Pengumpulan Data 1. Hubungan antara T dan L, m dibuat tetap Y(simpangan)=3 cm Tabel 5.1 Hubungan antara T dan L, m dibuat tetap Massa bola bandul

35 gram

Panjang bandul (M)

0,20

0,40

0,50

Waktu untuk 20 ayunan t (s)

19,69 s

27, 14 s

28,75 s

Periode T(s)

0,9845 s

1,357 s

1,4375 s

T²

0,9692 s

1,8414 s

2, 0664 s

T=ᴨ√𝐿/𝑔

0,8969 s

1,2684 s

1,482 s

2. Hubungan antara T dan M,1 dibuat tetap Tabel 5.2 Hubungan antara T dan M,1 dibuat tetap Massa bola bandul Panjang bandul (M)

0,60 35 gram

70 gram

Waktu untuk 20 ayunan t (s) 31,12 s

31,51 s

Periode T(s)

1,556 s

1,5755 s

T²

2,4211 s 2,4822 s

T=ᴨ√𝐿/𝑔

1,551 s

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

1,55 s

68

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

KELOMPOK 5

3. Hasil pengamatan resonansi bandul sederhana Massa bandul = 35 gram n

= 20 ayunan Tabel 5.3 Hasil pengamatan resonansi bandul sederhana

Panjang bandul

Perioda To (s)

(m)

Perioda Ti(s)

Fo (Hz)

F1(Hz)

0,5

12,99 s

0,6495 s

1,539 Hz

0,076 Hz

0,25

8, 91 s

0,4455 s

2,844 Hz

0,1122 Hz

5.5.2 Pengolahan Data Panjang bandul : 0,20 m 𝑡

Perioda : T = 𝑛 =

19,69 20

= 0,9845 s Panjang bandul : 0,40 m 𝑡

Perioda : T = 𝑛 =

27,14 20

= 1,357 s

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

69

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

KELOMPOK 5

5.6 Analisa Dan Pembahasan Seperti yang telah kita ketahui, Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak – balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon yang selalu konstan. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa atau air dalam pipa U, gerak horizontal atau vertikal dari pegas, dan sebagainya. Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul atau bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya. Sebuah bandul adalah massa (m) yang digantungkan pada salah satu ujung tali dengan panjang (l) dan membuat simpangan dengan sudut kecil. Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu dan panjang busur adalah Kesetimbangan gayanya. Bila amplitudo getaran tidak kecil namun tidak harmonik sederhana sehingga periode mengalami ketergantungan pada amplitudo dan dinyatakan dalam amplitudo sudut. Telah terhadap bunyi dan getaran sangat berkait bahkan tidak dapat dipisahkan dengan kajian tentang ayunan atau yang disebut juga dengan istilah osilasi. Gejala ini dalam kehidupan kita sehari-hari contohnya adalah gerakan bandul jam, gerakan massa yang digantung pada pegas, dan bahkan gerakan dawai gitar saat dipetik. Ketiganya merupakan contoh-contoh dari apa yang disebut sebagai ayunan. Beberapa Contoh Gerak Harmonik Sederhana : 1. Gerak harmonik pada bandulKetika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan dian di titik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana. 2. Gerak harmonik pada pegas Semua pegas memiliki panjang alami ketika sebuah benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang (bertambah panjang) sejauh y.Pegas akan mencapai titik kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar (ditarik atau digoyang). Syarat sebuah benda melakukan Gerak Harmonik Sederhana adalah apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangannya.Apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangan x atau sudut teta maka pendulum melakukan Gerak Harmonik Sederhana. LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

70

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

KELOMPOK 5

Gaya pemulih pada sebuah ayunan menyebabkannya selalu bergerak menuju titik setimbangnya.Periode ayunan tidak berhubungan dengan amplitudo,akan tetapi ditentukan oleh parameter internal yang berkait dengan gaya pemulih pada ayunan tersebut. Periode adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan satu getaran lengkap. Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada disekitar titik keseimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu kali gerak bolak-balik penuh. Periode juga dapat dicari dengan 1 dibagi dengan frekuensi. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Rumus frekuensi adalah jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu. Frekuensi memiliki satuan hertz / Hz. Pada dasarnya percobaan dengan bola bekel ini tidak terlepas dari getaran, dimana pengertian getaran itu sendiri adalah gerak bolak balik secara perioda melalui titik kesetimbangan.Getaran dapat bersifat sederhana dan dapat bersifat kompleks.Getaran yang dibahas tentang bola bekel adalah getaran harmonik sederhana yaitu suatu getaran dimana resultan gaya yang bekerja pada titik sembarangan selalu mengarah ke titik kesetimbangan dan besar resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang ketitik kesetimbangan tersebut. Berat adalah gaya tarik bumi terhadap benda. Percepatan gravitasi (g) adalah percepatan yang dialami oleh benda kerena beratnya sendiri. Menurut hukum Dalton II gaya F = m .a. Dalam hal ini gaya berat benda F = m . g. Beban yang diikat pada ujung tali ringan yang massanya dapat diabaikan disebut bandul. Prinsip Ayunan yaitu Jika sebuah benda yang digantungkan pada seutas tali, diberikan simpangan, lalu dilepaskan, maka benda itu akan berayun kekanan dan ke kiri. Berarti ketika benda berada disebelah kiri akan dipercepat kekanan, dan ketika benda sudah ada disebelah kanan akan diperlambat dan berhenti, lalu dipercepat kekiri dan seterusnya. Dari gerakan ini dilihat bahwa benda mengalami percepatan selama gerakannya. Menurut hukum Newton (F = m.a) percepan hanya timbul ketika ada gaya. Arah percepatan dan arah gaya selalu sama. Ketika telah dilakukan percobaan, didapatkan hasil yang berbeda-beda, meskipun percobaan dilakukan dengan menggunakan panjang tali, tinggi statif dan massa pendulum yang sama. Hal ini dapat terjadi karena adanya beberapa kesalahan, yaitu:

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

71

BAB 5 BANDUL SEDERHANA DAN RESONANSI BANDUL SEDERHANA

1.

Kesalahan praktikan ketika mengukur jarak simpangan bandul sebelum dilepas.

2.

Penekanan tombol stopwatch yang terlalu cepat atau terlalu lambat.

3.

Terjadi peristiwa pendorongan ketika melepaskan bandul.

KELOMPOK 5

5.7 Kesimpulan 1.

Dalam melakukan pengukuran simpangan harus dengan benar sesuai dengan jarak yang diinginkan agar dapat memberi hasil yang akurat.

2.

Dalam melakukan pengukuran dibutuhkan kecermatan dan ketelitian dalam membaca pengukuran.

3.

Diperlukan pemahaman konsep dari alat-alat yang digunakan.

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR T.A 2018/2019

72