Perobaan_1_revisi Baru.docx

Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi Dengan Metode Ayunan Bandul

A. PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Fisika merupakan sains atau ilmu pengetahuan paling fundamental karena merupakan dasar dari semua bidang sains. Terdapat beberapa materi yang berkaitan dengan fisika seperti mekanika. Mekanika klasik atau mekanika Newton adalah teori tentang gerak yang didasarkan pada konsepkonsep massa dan gaya dan hukum-hukum yang menghubungkan konsep fisis-fisis ini dengan besaran kinematika, perpindahan, kecepatan, dan percepatan . Newton pernah menyimpulkan bahwa ada gaya gravitasi yang mempengaruhi benda di bumi. Percepatan gravitasi dipengaruhi oleh posisi ketinggian dan massa benda maka besar percepatan gravitasi tiap daerah itu akan berbeda. Gerak harmonik sederhana adalah gerka bolak balik benda melalui suatu titik kesetimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan (Tipler, 1998). Contoh gerak harmonik sederhana sepert gerak osilasi pada ayunan yang merupakan gerak harmonik sederhana jika amplitudo geraknya kecil, gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dengan tegangan T pada tali. Menurut Syahrul (2013) dalam penelitiannya menentukan percepatan gravitasi dengan gerak harmonik sederhana metode bandul. Bandul ini diayunkan dengan sudut θ tertentu sehinggga terjadi Gerak Harmonik

Sederhana. Penelitian ini dibantu menggunakan timer mikrokontroler basic stamp, kemudian input data (panjang tali dan banyak ayunan) melalui keypad dan pergerakan naik turun panjang tali bandul dilakukan oleh motor stepper serta hasil perhitungan percepatan gravitasi ditampilkan dalam Liquid Crystal Display (LCD). Nilai percepatan gravitasi hasil pengukuran yaitu 9,62 m/s2 , jika dibandingkan dengan nilai ketetapan gravitasi 9,8 m/s2 maka memiliki error 1,85 %. Untuk Penelitian Yunus (2013) dalam jurnalnya Pengaruh Panjang Tali Pada Bandul Matematis Terhadap Hasil Perhitungan Gravitasi Bumi, penelitian panjang

tali

pada

ini dilakukan

bandul

untuk

Percepatan

mengkaji

matematis terhadap

hasil

pengaruh perhitungan

percepatan gravitasi bumi. Jenis tali yang digunakan bervariasi. Pada kebanyakan matematis

kasus untuk

yang terjadi, jika tali yang digunakan pada bandul menentukan percepatan

gravitasi

terlalu

panjang

maka kemungkinan terjadi ayunan konis (ayunan putar) akan semakin besar. Pada tali yang panjang dan jenis tali yang berbeda semakin besar, sehingga resistansi udara yang menyebabkan bandul mengalami ayunan putar akan semakin berpengaruh. Hal ini dapat diatasi dengan cara melakukan pengukuran

ditempat tertutup. Dari hasil penelitian

dapat disimpulkan

bahwa, Panjang tali yang digunakan dalam bandul matematis untuk mengukur

percepatan

gravitasi mempengaruhi tingkat ketelitian proses

pengukuran panjang tali agar memperoleh percepatan gravitasi bumi yang tepat.

2

Dari pernyataan inilah terdapat beberapa masalah yang serupa dengan penelitian tersebut, maka perlu dilakukan percobann “Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Ayunan Bandul” untuk menentukan besarnya nilai periode osilasi, pengaruh panjang tali terhadap periode osilasi bandul, dan percepatan gravitasi bumi. 2. Tujuan percobaan Tujuan percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul yaitu, a. Untuk menentukan besar percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan Bandul untuk beban yang berbeda. b.

Untuk menyelidiki pengaruh tali terhadap besarnya periode osilasi bandul.

c.

Untuk menyelidiki pengaruh besar simpangan awal besarnya nilai g yang diperoleh.

B. Landasan Teori Sebuah dan jenis beban terhadap pendulum sederhana terdiri dari sebuah objek kecil (bandul pendulum) yang diujug sebuah tali. Diasumsikan bahwa regangan dan massanya dapat diabaikan relatif terhadap bandul tersebut, pendulum sederhana akan bergerak maju mundur dengan gesekan diabaikan, seperti gerak harmonik sederhana, bandul pendulum berisolasi sepanjang busur lingkaran dengan amplitudo yang sama dikedua titik kesetimbangan dan saat kecepatan maksimum.

Gambar 1.1 Pendulum Sederhana Perpindahan dari pendulum sepanjang busur diberikan oleh

s  l ,

dimana θ adalah ( sudut dalam radian ) yang dibuat oleh tali terhadap vertikal dan l adalah sepanjang tali. Jika gaya pemulih sebanding dengan s atau θ, geraknya akan harmonik sederhana. Gaya pemulih adalah gaya total pada bandul yang sama dengan komponen berat ( mg ), yang menyinggung busur. Gaya total pada bandul sesuai Gambar 1.1 pendulum sederhana memiliki persamaan,

F  mg .............................................................................................( 1.1) Dimana tanda minus, seperti pada persamaan 1.1, berarti gayanya berlawanan arahnya terhadap perpindahan sudut θ, karena F sebanding dengan sinus dan θ dan tidak dengan θ itu sendiri, namun jika θ kecil, maka sin θ adalah sangat hampir sama dengan θ ketika sudutnya ditentukan dalam radian untuk pendekatan yang sangat baik jika sudut θ kecil sehingga memiliki persamaan F  mg sin   mg ...........................................................................( 1.2 )

Bahwa panjang busur, hampir sama panjangnya dengan akor ( l = sin θ ) yang ditunjukan oleh garis putus putus, jika θ kecil ( Giancoli,2014 ).

4

Gaya pemulih sebanding dengan koordinat untuk perpindahan yang kecil, dan konstanta gaya k= mg/l. Dari persamaaan frekuensi sudut dari pendulum sederhana dengan amplitudo yang kecil, maka persamaaan



k mg / l g ...........................................................( 1.3 )   m m l

Hubungan frekuensi dengan periode

f

T

 1  2 2 2





g ................................................................................( 1.4 ) l

1 l  2 ...........................................................................( 1.5 ) f g

Katergantungan pada l dan g pada persamaan (1.3 ) sampai ( 1.5 ) pendulum yang panjang mempunyai periode yang lebih lama dibandingkan dengan pendulum yang lebih pendek. Renggangan g akan meningkatkan gaya pemulih, yang menyebabkan frekuensi bertambah dan periode berkurang, pusat gravitasi benda ditentukan dengan menimbang, benda tersebut kemudian ditahan sedemikian rupa sehingga bebas untuk berosilasi disekitar sumbu, sumbu dan periode T

dari

osilasi osilasi dengan amplitudo kecil ( Young dan Freedman,2000 ). Kuantitas Xm disebut amplitudo gerak, Xm adalah konstanta positif yang nilainya tergantung, m menyatakan nilai maksimal karena amplitudo kearah manapun maupun fungsi kosinus, bervariasi diantara ± 1, sehingga perpindahan y (t) bervariasi antara batas batas ± Xm.

Kuantitas waktu yang bervariasi ( ɷt + ɸ ) disebut gerak fasa dan kosntanta ɸ, disebut konstanta fasa atau sudut fasa, nilai ɸ tergantung pada perpindahan dan kecepatan partikel pada waktu t = 0 untuk plot x(t), konstanta fasa ɸ adalah nol, untuk konstanta ɷ yang disebut frekuensi sudut gerak, bahwa perpindahan bahwa x(t) harus kembali pada nilai asal setelah satu periode T gerak, yakni x(t).

X m cos   X m cos  (t  T ) ........................................................(1.6) Fungsi kosinus mengulang dirinya saat fasa bertambah 2π radian, sehingga persamaan,

 (t  T )  t  2c .......................................................................(1.7) t  2 ( Halliday,2010 ). C. Metode Praktiukum 1.

Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan penentuan percepatan gravitasi dengan metode ayunan bandul dapat dilihat pada Tabel. 1.1 berikut. Tabel 1.1 Alat dan Bahan Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Ayunan Bandul. No Alat dan Bahan Fungsi 1 Satu set statif Sebagai penyangga objek pengamatan 2 Tali atau benang Untuk Mengikat beban pada statif 3 Stopwatch Menghitung waktu osilasi 4 Penggaris Logam Megukur panjang tali 5 Beban Sebagai objek pengamatan 6 Busur derajat Memberi simpangan Awal pada bandul 7 Jepit penahan Untuk menjepit statif

6

2.

Prosedur kerja Prosedur kerja pada percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul adalah sebagai berikut. a. Variasi panjang Tali 1). Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan 2). Merangkai alat dan bahan yang akan digunakan 3). Mengikat beban dengan menggunakan tali 4). Menggantungkan beban pada statif dengan panjang tali sebesar l = 0,3 m dengan beban 0,05 kg 5). Memberi simpangan awal sejauh 15o dan menentukan waktu untuk beban berosilasi sebanyak 10 kali, dengan menggunakan stopwatch. 6). Mengulangi langkah (3) sampai (5) dengan menggunakan panjang tali 0,4 m dan 0,5 m. b. Variasi Massa Beban 1). Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan 2). Merangkai alat dan bahan yang akan digunakan 3). Mengikat beban dengan menggunakan tali 4). Menggantungkan beban pada statif dengan panjang tali sebesar l = 0,3 m dengan beban 0,02 kg 5). Memberi simpangan awal sejauh 15o dan menentukan waktu untuk beban berosilasi sebanyak 10 kali, dengan menggunakan stopwatch. 6). Mengulangi langkah (3) sampai (5) dengan menggunakan Variasi beban yaitu 0,05 kg dan 0,1 kg. c. Variasi Simpangan Sudut 1). Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan 2). Merangkai alat dan bahan yang akan digunakan 3). Mengikat beban dengan menggunakan tali 4). Menggantungkan beban pada statif dengan panjang tali sebesar l = 0,3 dengan beban 0,05 kg.

5). Memberi simpangan awal sejauh 10o dan menentukan waktu untuk beban berosilasi sebanyak 10 kali, dengan menggunakan stopwatch. 6). Mengulangi langkah (3) sampai (5) dengan menggunakan Variasi simpangan sudut sebesar 15o dan 20o

8

D. Hasil dan Pembahasan 1. Hasil a. Data Pengamatan Data pengamatana pada percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan metode ayunan puntir dapat dilihat pada Tabel.1.2 Tabel 1.3, dan Tabel 1.4. Berikut. 1). Variasi Panang Tali Tabel 1.2 data pengamatan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul. No

Panjang Tali (m)

1

0,3

2

0,4

3

0,5

Keterangan m = 0,05 kg θ =15o n = 10 kali

t1(s) 11,85 11,62 11,73 12,97 12,90 13,14 14,90 14,49 14,81

Waktu osilasi t2 (s) t3 (s) 11,35 11,29 11,84 12,79 12,82 13,21 14,54 14,46 14,68

11,44 11,30 11,69 12,83 12,95 13,65 14,97 14,90 14,71

t (s) 11,56 11,40 11,75 12,86 12,89 13,33 14,80 14,61 14,73

2). Variasi massa beban Tabel 1.3 Data Pengamatan Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Ayunan Bandul. No

Massa Beban (kg)

1

0,02

2

0,05

3

0,1

t1 (s)

Waktu osilasi t2 (s)

t3 (s)

t (s)

11,11 11,25 10,03 11,85 11,62 11,73 10,81 11,25 10,81

11,21 11,89 11,89 11,35 11,29 11.84 11,27 11,05 11,00

11,36 11,17 11,38 11,49 11,30 11,69 11,24 11,26 11,01

11,22 11,10 11,43 11,56 11,40 11,75 11,10 11,18 10.94

Keterangan l = 0,3 m θ =15o n = 10 kali 3). Variasi simpangan sudut Tabel 1.4 Data Pengamatan Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dengan Metode Ayunan Bandul. Besar Waktu osilasi t (s) ο No

sudut ( )

1

10

2

15

3

20

t1aa (s) 11,66 11,44 11,44 11,85 11,62 11,73 12,16 11,6 12,09

t2 (s) 11,27 11,73 11,43 11,35 11,29 11,84 11,35 11,90 11,71

t3 (s) 11,90 11,65 11,58 11,49 11,30 11,64 11,97 11,78 11,69

11,47 11,60 11,48 11,56 11,40 11,38 12,01 11,37 11,83

Keterangan

m = 0,05 kg l = 0,3 m n = 10 kali

10

b. Analisis Data 1). Variasi panjang tali a). Menentukan Priode

t n 11,5633  10  1,15633 s

T

b). Menentukan Frekuensi f 

n t

10 11,5633 f  0,864833 Hz f 

Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.5 berikut Tabel 1.5 Data Analisis Penentuan Periode dan Frekuensi untuk Variasi Panjang Tali No l (m) T (s) f (Hz) t (s) 0, 3

1

0,4

2 3

0,5

11,40333 11,75333 12,8633

1,140333 1,175333 1,28633

0,876493 0,850822 0,777403

12,89 13,333 14,80333 14,61667 14,7333

1,289 1,3333 1,48033 1,461667 1,47333

0,775795 0,75 0,675574 0,684151 0,678733

c). Menentukan Percepatan Gravitasi (a). Secara Teori 4 2 l T2 4(3,14) 2 (0,3) g (1,56333) 2

g

 8,8333 m / s 2

Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.6 berikut. Tabel 1.6 Data Analisis Penentuan Percepatan Gravitasi bumi Secara Teori No L ( m ) T2 ( s2 ) gteori ( m/s2) 1 0,4 1,654653 9,228184 2 0,5 2,191387 9,9108425

(b). Secara Praktek b b

N  ( LT )  (  L)(  T 2 ) N  ( LT 2 )  (  L) 2

3,8738  3,1248 1,205663  0,0729

b  2,07464 m / s 2

4 2 g b 4(3,14) 2 g 2,07464  9,162918 m / s 2

12

Dengan cara yang sama , untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel. 1.7 berikut. Tabel 1.7 Data Analisis Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi secara praktek. No l ( m) b (m/s2) gpratkek (m/s2) 1 0,4 2,58 5,924884 2 0,5 3,541 3,145339

d). Menentukan Nilai Deviasi Gravitasi Sy 

2 2 2 2 1   L   L T  2 L T  N (  LT )   N  2  N (  L2  (  L) 2 

Sy 

1  0,27  0,275  ( 4,0887)  2(0,27)( 3,1248)  (0,205633)    3 1 2,43  0,0729 

 0,042754857

b  Sy

N N  L  (  L) 2

b  0,07405384

3 0,81  0,00729

 0,74053584 e). Menghitung Nilai g seb

g  g  g  9,162918  0,068547  8,483918 m / s 2 s / d 9,162918 m / s 2 Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.8 berikut. Tabel 1.8 Data Analisis Penentuan nilai g Sebenarnya. No T ( s ) g (m/s2) Δg (m/s2) g seb (m/s2) g-Δg (m/s2) g+Δg (m/s2) 1 1.26866 5,924884 0,074053 5,438759 s/d 6,563643 2 1,48033 3,145339 0,074053 3,232927 s/d 3,332926

f). Menghitung KRS

g g 0,74053  9,16298  7,405358 %

KRS 

g). Menghitung Keakuratan Nilai Δg  nilai praktek  nilai s tan dar   x 100% keakura tan   nilai pratek    9,162918  9,8    x 100%  9,162918   0,07016966 %

2). Variasi Massa Beban a). Menentukan Periode T

T

i

n 3,309667  3  1,1032217 s

Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.9 berikut. Tabel 1.9 Data Analisis Penentuan Periode untuk Variasi Massa Beban No 1 2

∑Ti ( s ) 3,472 3,325

N 3 3

T(s) 1,157333 1,108333

14

b). Menentukan Standar Deviasi Periode Ayunan

T  T 

 T  NT

2

i

N ( N  1)

4,013788  3( 1,337878 ) 3(3  1)

T  0,000982 s

Tseb  T  T Tseb  1,156667  0,000982 s / d 1,156667  0,000982 Tseb  1,155685 s s / d 1,157649 s Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.10 berikut. Tabel 1.10 Data Analisis Standar Deviasi Periode Ayunan Bandul untuk Variasi Masssa Beban. No ∑Ti (s)

ΔT (s)

1 2

0,000301 0,000245

3,472 3,325

T seb (s) T - ΔT (s) T + ΔT (s) 0,85543 s/d 1,459237 0,863202 s/d 1,353465

c). Menentukan Nilai Gravitasi Bumi

4 2 l g 2 T 4(3,14) 2 (0,3) g (1,103222) 2 g  9,721081 m / s 2 Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.11 berikut. Tabel 1.11 Data Analisis Penentuan Gravitasi Bumi No 1 2

l (m) 0,3 0,3

∑T2 (s2) 4,018875 3,685537

g (m/s2) 8,833313 9,631629

d). Menghitung Nilai Standar Deviasi

g  

T L x xg T L 0,05 0,00005 x x 9,721081 1,103222 03

 1,5 x 10 5 m / s 2 e). Menghitung Nilai Percepatan Gravitasi Bumi

g  g  g  9,721081  0,0000151  9,721081  0,0000151 S / d 9,721081  0,0000151  9,721065 m / s 2 s / d 9,721096 m / s 2 Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.12 berikut. Tabel 1.12 Data Analisis Nilai Percepatan Gravitasi Bumi No

ΔT (s)

1 2

0,301904 0,3 0,245131 0,3

l (m)

Δg (m/s2) 0,0000144 0,000015

g seb (s) g - Δg (m/s2) G + Δg (m/s2) 8,833299 s/d 8,833327 9,631614 s/d 9,631644

f). Menghitung KRS

g x 100% g 0,0000151  x 100% 9,721081  0,000163 %

KSR 

Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.13 berikut Tabel 1.13 Data Analisis Kesalahan Relatif pada Variasi Massa Beban No l (m) 1 0,3 2 0,3

m (kg) 0,05 0,1

g (m/s2) 8,833313 9,631629

Δg (m/s2) 0,0000144 0,000015

KSR (%) 0,000163 0,000156

16

g). Menghitung Keakuratan keakura tan  

nilai praktek  nilai s tan dar x 100% nilai praktek 9,721081  9,8 x 100% 9,721081

 0,009147 %

Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.14 berikut. Tabel 1.14 Data Analisis Keakurata Nilai No l (m) KSR (%) Keakuratan (%) 1 0,3 0,000163 0,110569 2 0,3 0,000156 0,018519

3). Variasi Simpangan Sudut a). Menentukan Periode

T

T

i

n 3,309667  3  1,1032217 s

Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.15 berikut. Tabel 1.15 Data Analisis Penentuan Periode untuk Variasi Massa Beban No 1 2

∑Ti ( s ) 3,470033 3,561667

N 3 3

T(s) 1,157333 1,108333

b). Menentukan Standar Deviasi Periode Ayunan

T  T 

 T  NT

2

i

N ( N  1)

4,013738  3( 1,337878 ) 3(3  1)

T  0,301036 s

Tseb  T  T Tseb  1,156667  0,301036 s / d 1,156667  0,301036 Tseb  0,85563 s s / d 1,457703 s Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.16 berikut Tabel 1.16 Data Analisis Standar Deviasi Periode Ayunan Bandul untuk Variasi Masssa Beban. No

∑Ti (s)

ΔT (s)

1 2

3,472 3,325

0,301283 0,333447

Tseb ( s) T - ΔT (s) T + ΔT (s) 0,855495 s/d 1,45806 0,853775 s/d 1,520669

c). Menentukan Nilai Gravitasi Bumi

4 2 l T2 4(3,14) 2 (0,3) g (1,103222) 2

g

g  9,721081 m / s 2

18

Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.17 berikut. Tabel 1.17 Data Analisis Penentuan Nilai Gravitasi Bumi No 1 2

∑T2 (s2) 3,470333 3,5661667

l (m) 0,3 0,3

g (m/s2) 8,8418 8,394146

d). Menghitung Nilai Standar Deviasi

g  

T L x xg T L 0,05 0,00005 x x 8,843498 1,103222 03

 1,44092 x 10 5 m / s 2 e). Menghitung Nilai Percepatan Gravitasi Bumi

g  g  g  9,721081 0,0000151  8,843498  0,0000144092 s / d 8,843498  0,0000144092  8,843484 m / s 2 s / d 8,843513m / s 2 Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.18 berikut. Tabel 1.18 Data Analisis Nilai Percepatan Gravitasi Bumi No

ΔT (s)

1 2

0,301904 0,3 0,245131 0,3

l (m)

Δg (m/s2) 0,000014407 0,00001403

f). Menghitung KRS

g x 100% g 0,0000151  x 100% 9,72108  0,000163 %

KSR 

g seb (m/s2) g - Δg (m/s2) G + Δg (m/s2) 8,841785207 s/d 8,841814 8,39413175 s/d 8,39416

Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.19 berikut Tabel 1.19 Data Analisis Kesalahan Relatif pada Variasi Massa Beban No 1 2

θ (o) 15 20

l (m) 0,3 0,3

g (m/s2) 8,8418 8,394146

Δg (m/s2) 0,000014407 0,00001403

KSR (%) 0,000163 0,000156

g). Menghitung Keakuratan

keakura tan  

nilai praktek  nilai s tan dar x100% nilai praktek

8,8434981  9,8 x100% 8,8434981

 0,10929 %

Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada tabel 1.20 berikut. Tabel 1.20 Data Analisis Keakuratan Nilai Keakuratan No l (m) KSR (%) Keakuratan (%) 1 0,3 0,000163 0,109503 2 0,3 0,000156 0,168672

20

2.

Pembahasan Bandul matematis adalah sebuah bandul dengan panjang tali (L) dan massa ( m ) dan membuat gerak harmonik sederhana dengan sudut kecil. Gaya yang menyebabkan bandul keposisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih, apabila suatu benda dilepas dari ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan jatuh dan bergerak mengarah kepusat bumi pada sumbu gerak yang hanya dikendalikan oleh gravitasi bumi dengan periode ayunan. Berdasarkan data pengamatan diperoleh data pada variasi panjang tali bahwa semakin besar panjang tali yang diberikan, maka semakin banyak waktu yang dibutuhkan benda untuk berosilasi, maka periode pada variasi panjang tali berbanding lurus dengan waktu yang dibutuhkan. waktu osilasi pada bandul. Artinya semakin besar periode yang diperoleh maka semakin banyak waktu yang dilakukan bandul untuk berosilasi, sedangkan pada frekuensi, jika semakin besar waktu yang dibutuhkan benda untuk berosilasi maka semakin kecil frekuensi yang diperoleh. Sedangkan pada variasi simpangan sudut Dimana waktu berbanding terbalik dengan periode. Saat berada di simpangan sudut sebesar 15o diperoleh nilai periode yang besar sedangkan pada simpangan sudut 20o periode yang diperoleh menjadi kecil. Sesuai analisis data diperoleh pengaruh dan hubungan pada panjang tali terhadap periode , frekuensi serta percepatan gravitasi bumi. Pada pengukuran periode diberi tiga variasi panjang tali yaitu dengan panjang tali 0,3 m, 0,4 m, dan 0,5 m. pada analisis data pada variasi panjang tali, terdapat pengaruh periode terhadap panjang tali, bahwa semakin panjang tali yang

diberikan maka semakin besar periode pada ayunan bandul. Maka hubungan antara panjang tali dengan periode berbanding lurus. Untuk frekuensi terdapat pengaruh frekuensi pada panjang tali, bahwa semakin panjang tali yang diberikan maka semakin kecil frekuensi yang diperoleh. Maka hubungan panjang tali berbanding terbalik dengan frekuensi pada ayunan bandul. Hubungan yang terdapat pada panjang tali dengan percepatan gravitasi bumi.Analisis data pada penentuan percepatan gravitasi bumi dilakukan secara teori dan praktek, untuk percepatan gravitasi secara

teori nilai percepatan

gravitasi oleh variasi panjang tali, diperoleh untuk panjang tali 0,3 m, nilai percepatan gravitasi yaitu 8,8333 m/s2 , untuk panjang tali 0,4 m , nilai percepatan gravitasinya yaitu 9,2281m/s2 , dan untuk panjang tali 0,5 m, nilai percepatan gravitasinya yaitu 9,9108 m/s2. . maka jika panjang tali semakin besar maka besar percepatan gravitasinya, akan semakin besar. Sedangkan secara pratek nilai percepatan gravitasi yang berbanding terbalik dengan variasi panjang tali, dimana semakin panjang tali maka percepatan talinya akan semakin kecil. Maka nilai percepatan gravitasi tidak dipengaruhi oleh variasi panjang tali secara praktek. Dapat dikatakan bahwa panjang tali mempengaruhi nilai percepatan gravitasi bumi. Sesuai hasil analisis data untuk nilai gravitasi bumi pada variasi panjang tali. Diperoleh nilai percepatan gravitasi secara teori dan secara praktek, untuk nilai gravitasi secara teori pada panjang tali 0,3 m, 8,8333 m/s2 , sedangkan secara praktek diperoleh nilai percepatan gravitasi sebesar 9,162918 m/s2, untuk nilai percepatan gravitasi sebenarnya diperoleh nilai

22

8,678547 m/s2 sampai dengan 9,84146 m/s2. Dapat dikatakan bahwa nilai percepatan gravitasi secara teori dan praktek pada panjang tali 0,3 m, sesuai dengan interval nilai percepatan gravitasi untuk panjang tali. Sedangkan untuk panjang tali 0,4 m, nilai percepatan gravitasinya yaitu 9,2281m/s2 , dan untuk panjang tali 0,5 m, nilai percepatan gravitasinya yaitu 9,9108 m/s2., untuk nilai percepatan secara praktek pada panjang tali 0,4 m diperoleh sebesar 5,924884 m/s2 dan pada panjang tali 0,5 m diperoleh 3,145339 m/s2. Dan untuk nilai percepatan gravitasi sebenarnya diperoleh nilai 3,232927 m/s2 sampai dengan 6,563643 m/s2, berdasarkan nilai percepatan gravitasi pada interval nilai percepatan sebenarnya. Maka dapat dikatakan bahwa panjang tali dapat mempengaruhi percepatan gravitasi bumi, untuk nilai percepatan gravitasi secara teori diperoleh nilai yang hampir sesuai dengan nilai percepatan gravitasi yang sebenarnya. Dengan nilai kesalahan relatif dengan ketidakpastian yang besar. Sesuai data yang diperoleh bahwa kesalahan relatif pada variasi panjang tali, bahwa pada ketidakpastian yang diperoleh untuk percepatan gravitasi, semakin panjang tali yang diberikan berdasarkan data, bahwa secara praktek semakin panjang tali yang diberikan ketidakpastian yang diperoleh semakin besar. Untuk keakuratan yang diperoleh pada variasi panjang tali, secara praktek semakin panjang tali yang diberikan maka semakin kecil keakuratan yang diperoleh. Maka secara praktek nilai percepatan gravitasi berbanding lurus dengan ketidakpastian sehingga nilai percepatan gravitasi bumi belum sesuai dengan percepatan gravitasi bumi sebenarnya.

Hubungan Pada variasi massa benda yakni pada penentuan periode, diperoleh besar periode secara berturut-turut sebesar 1,103222 s, 1,157333 s, dan 1,108333 s untuk 3 kali osilasi dari jumlah waktu rata-rata yakni berturut-turut sebesar 3,309667 s, 3,472 s, dan 3,325 s. Dari hasil tersebut dapat dinyatakan bahwa semakin besar massa beban yang digunakan maka semakin lama pula waktu yang digunakan untuk berosilasi. sehingga semakin besar massa beban semakin besar pula periode yang diperoleh. Hubungan massa beban yaitu berbanding lurus dengan periode pada variasi massa benda. Selanjutnya pada penentuan pada standar deviasi periode ayunan dimana pada periode s 1,103222 diperoleh periode sebenarnya sebesar 1,155685 s s/d 1,157649 s, periode 1,157333 s diperoleh periode sebenarnya sebesar 0,85543 s s/d 1,459237 s dan pada periode 1,108333 s diperoleh periode sebenarnya sebesar 0,863202 s s/d 1,353465. Dari hasil tersebut dapat dinyatakan bahwa antara periode dan periode sebenarnya sudah cukup baik karena hasil yang didapatkan. Hubungan yang terdapat pada massa beban dengan percepatan gravitasi bumi. Nilai percepatan gravitasi pada variasi massa beban, variasi massa beban yang gunakan yaitu massa beban 0,02 kg diperoleh percepatan gravitasi sebesar 9,7218 m/s2, untuk massa beban 0.05 kg diperoleh percepatan gravitasi sebesar 8,833313 m/s2, dan untuk massa 0,1 kg diperoleh percepatan gravitasi sebesar 9,631629 m/s2. Hubungan antara nilai percepatan gravitasi dengan massa beban adalah berbanding terbalik, bahwa semakin besar masa beban maka percepatan gravitasi yang diperoleh semakin kecil. Dari nilai simpangan baku pada variasi massa beban diperoleh nilai standar deviasi percepatan gravitasi bumi sangat

24

kecil, sehingga diperoleh nilai percepatan gravitasi bumi yang sebenarnya 9,721065 m/s2 s/d 9,721096 m/s2 , sesuai dengan nilai percepatan gravitasi secara teori sesuai dengan nilai percepatan gravitasi sebenarnya. Sehingga massa beban dapat mempengaruhi nilai percepatan gravitasi bumi, karena semakin kecil beban yang diberikan semakin besar percepatan gravitasi bumi pada ayunan bandul. Sesuai data yang diperoleh bahwa kesalahan relatif pada variasi massa beban, bahwa pada ketidakpastian yang diperoleh untuk percepatan gravitasi, semakin besar massa beban yang diberikan berdasarkan data ,bahwa secara praktek semakin besar massa beban benda, maka semakin besar yang diberikan ketidakpastian yang diperoleh semakin kecil. Untuk keakuratan yang diperoleh pada variasi massa beban,

secara praktek semakin besar massa beban yang

diberikan maka semakin besar keakuratan yang diperoleh. Maka secara praktek nilai percepatan gravitasi berbanding lurus dengan ketidakpastian sehingga nilai percepatan gravitasi bumi belum sesuai dengan percepatan gravitasi bumi sebenarnya. Sehingga untuk variasi massa beban pengaruh terhadap gravitasi bumi berbanding lurus dengan besar massanya. Hubungan Pada variasi simpangan sudut yakni pada penentuan periode, diperoleh besar periode secara berturut-turut sebesar 1,103222 s, 1,157333 s, dan 1,108333 s untuk 3 kali osilasi dari jumlah waktu rata-rata yakni berturut-turut sebesar 3,309667 s, 3,472 s, dan 3,325 s. Dari hasil tersebut dapat dinyatakan bahwa semakin besar simpangan sudut yang digunakan maka semakin lama pula waktu yang digunakan untuk berosilasi. sehingga semakin besar simpangan sudut semakin besar pula periode yang diperoleh. Hubungan simpangan sudut yaitu

berbanding lurus dengan periode pada variasi massa benda. Selanjutnya pada penentuan pada standar deviasi periode ayunan dimana pada periode s 1,103222 s diperoleh periode sebenarnya sebesar 1,155685 s s/d 1,157649 s, periode 1,157333 s diperoleh periode sebenarnya sebesar 0,85543 s s/d 1,459237 s dan pada periode 1,108333 s diperoleh periode sebenarnya sebesar 0,863202 s s/d 1,353465 s. Dari hasil tersebut dapat dinyatakan bahwa antara periode dan periode sebenarnya sudah cukup baik karena hasil yang didapatkan. Sesuai analisis data pada penentuan percepatan gravitasi bumi, untuk percepatan gravitasi nilai percepatan gravitasi oleh variasi simpangan sudut. Untuk variasi simpangan, digunakan simpangan sebesar 10o diperoleh nilai percepatan gravitasi 8,8439 m/s2, untuk simpangan 15o diperoleh percepatan gravitasi sebesar 8,8418 m/s2 dan untuk simpangan 20 o diperoleh percepatan gravitasi 8,3942 m/s2. Dari hasil nilai percepatan gravitasi, semakin besar simpangan yang di berikan maka percepatan gravitasinya akan semakin besar,

simpangan suatu benda

mempengaruhi besarnya percepatan gravitasi pada ayunan bandul. Sehingga simpangan sudut suatu benda berbanding lurus dengan nilai percepatan gravitasi bumi. Besar simpangan sudut dari nilai analisis simpangan baku pada variasi simpangan sudut diperoleh nilai standar deviasi percepatan gravitasi bumi sangat kecil, sehingga diperoleh nilai perecepatan gravitasi bumi yang sebenarnya yang tidak jauh berbeda dengan nilai percepatan gravitasi secara teori. Sesuai data yang diperoleh bahwa kesalahan relatif pada variasi simpangan sudut, bahwa pada ketidakpastian yang diperoleh untuk percepatan gravitasi, semakin besar simpangan sudut yang diberikan berdasarkan data ,bahwa secara

26

praktek semakin besar simpangan sudut benda, maka semakin besar yang diberikan ketidakpastian yang diperoleh semakin kecil. Untuk keakuratan yang diperoleh pada variasi simpangan sudut,

secara praktek semakin besar

simpangan sudut yang diberikan maka semakin besar keakuratan yang diperoleh. Maka secara praktek nilai percepatan gravitasi berbanding lurus dengan ketidakpastian sehingga nilai percepatan gravitasi bumi belum sesuai dengan percepatan gravitasi bumi sebenarnya. Sehingga untuk variasi simpangan sudut pengaruh terhadap gravitasi bumi berbanding lurus dengan besar massanya. Sesuai hasil data pengamatan dan analisis data, diperoleh bahwa dalam penentuan periode pada variasi panjang tali, dimana semakin kecil panjang tali yang diberikan, maka ayunan akan semakin cepat dan waktu yang digunakan semakin sedikit. Begitupula sebaliknya, apabila semakin panjang tali yang diberikan, maka ayunan bandul akan semakin pelan dan waktu yang di butuhkan semakin banyak. Hal ini sesuai dengan persamaan pada bandul yaitu T = 2π dimana periode ayunan berbanding terbalik dengan panjang tali. Dari percobaan yang dilakukan pada variasi panjang tali periode yang diperoleh belum sesuai dengan teori yang ada. Maka secara praktek metode ayunan bandul belum tepat untuk menghitung besar kecilnya percepatan gravitasi bumi, sedangkan secara teori metode ayunan bandul telah sesuai dengan nilai percepatan gravitasi yang ada. Metode lain yang dapat digunakan untuk menentukan percepatan gravitasi bumi yaitu dengan menggunakan metode gerak pada pegas. Selanjutnya dalam penentuan percepatan gravitasi bumi

dapat dikatakan bahwa seperti yang telah kita ketahui dimana percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s2. Dari hasil percobaan yang diperoleh, memiliki perbedaan yang sangat jauh pada variasi panjang tali, sedangkan untuk variasi massa dan simpangan sudut nilai percepatan gravitasi hampir mendekati nilai percepatan gravitasi bumi. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang menyebabkan ketidakpastian pada metode ayuanan bandul seperti adanya gesekan antar tali dengan udara ( angin ) yang mempengaruhi benda bergerak bolak-balik atau berosilasi tidak sama, dan kurangnya ketelitian saat melakukan percobaan seperti kurang teliti dalam mengukur, menghitung waktu osilasi, dan adanya gaya tambahan saat bandul berayun atau berosilasi.

28

E. Kesimpulan dan Saran 1. Kesimpulan Berdasarkan percobaan penentuan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul. Dapat disimpulkan bahwa : a. Cara menentukan percepatan gravitasi pada metode ayunan bandul yaitu dengan cara menggatung sebuah beban pada seutas tali tegang yang diberi simpangan  yang kecil. Dengan cara melepaskan bandul yang diikat pada tali yang digantung kemudian dicatat waktunya untuk melihat amplitudo dan periode yang terjadi pada ayunan bandul. b. Periode osilasi bandul berbanding lurus dengan panjang tali artinya semakin panjang tali yang digunakan maka semakin besar pula periode osilasi bandul yang diperoleh. c. Secara teori, pengaruh simpangan awal tidak mempengaruhi terhadap nilai g yang diperoleh. Namun, secara praktek besar simpangan awal berpengaruh pada nilai g yang diperoleh. 2. Saran Saran yang dapat saya sampaikan pada percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul. a. Untuk praktika, harus lebih banyak belajar, terutama konsep dasar. b. Untuk asisten, Agar berbagi ilmu dengan praktikan agar lebih mudah memahami konsep. c. Untuk Laboratorium, mengganti Alat-alat yang rusak.

Daftar Pustaka Giancoli, Douglas. 2014. Fisika Jilid I Edisi Ketujuh, Jakarta ; Erlangga. Halliday, David. 2010. Fisika Dasar Jilid I Edisi Ketujuh, Jakarta ;Erlangga. Tippler. Paul. A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Erlangga ; Jakarta Young dan Freedman. 2000. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid I. Jakarta ; Erlangga

30