Laporan Gerak Harmonik

GERAK HARMONIK

       I.            TUJUAN

a.       Menentukan nilai percepatan gravitasi bumi melalui percobaan

b.      Menganalisis hubungan antara massa benda dengan periode

c.       Mempelajari hubungan antara panjang tali dengan periode

    II.            ALAT DAN BAHAN

1.      Statif

2.      Benang

3.      Stop watch

4.      Beban (3 macam)

5.      Mistar

 III.            DASAR TEORI

Gerak harmonik adalah gerak bolak balik suatu benda secara periodik yang melalui titik setimbang tanpa teredam. Benda melakukan gerak harmonik sederhana karena adanya resultan gaya pada benda yang besarnya sebanding dengan besar simpangan terhadap titik setimbangnya dan arahnya berlawanan dengan arah gerak benda. Periode adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda unuk menjalani satu getaran lengkap. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang ditempuh benda dalam suatu satuan waktu (misalnya 1 sekon). Salah satu contoh gerak harmonik sederhana adalah gerak bandul sederhana. Bandul sederhana terdiri dari benda bermassa m yang diikat dengan seutas tali ringan yang panjangnya l (massa tali diabaikan). Jika bandul berayun, tali akan membentuk sudut kecil (<10°). Jika simpangan kecil maka akan bergerak bolak balik di sekitar titik setimbangnya. Pada bandul ada dua titik balik yang letaknya berseberangan terhadap titik setimbangnya. (Titik setimbang adalah titik acuan. Sedangkan tempat benda berhenti sesaat sebelum berbalik arah disebut titik balik)

 IV.            PROSEDUR EKSPERIMEN

1.      Gantungkan benda dengan panjang tali sekitar 90 cm

2.      Simpangkan dari titik setimbang dengan sudut kecil dan lepaskan beban hingga terjadi ayunan.

3.      Catatlah waktu untuk 10 kali getaran penuh untuk menentukan periode. Caranya: berilah hitungan 1 saat benda kembali ke kedudukan semula untuk pertama kalinya, beri hitungan 2 untuk kedua kalinya, dst. Pada saat hitungan ke 10, stopwatch dimatikan.

4.      Ulangi eksperimen sebanyak 3 kali agar dapat ditentukan ralatnya.

5.      Dengan panjang tali yang sama, ulangi eksperimen dengan 3 beban yang masing masing berbeda massanya, lalu catat hasilnya pada tabel I

6.      Pada beban yang tetap, ulangi langkah 1-3 dengan panjang tali yang berbeda yaitu 80 cm, 60 cm, dan 40 cm.

7.      Ulangi eksperimen sebanyak 3 kali agar dapat ditentukan ralatnya.

8.      Catat hasil eksperimen pada tabel II

    V.            DATA HASIL PENGAMATAN

Tabel 1

No.	Panjang Tali (meter)	Beban (kg)	Waktu 10x getaran (t)	(t) rata-rata	Periode (sekon)
1.	0,9 m	0,05 kg	a.19,8 s	19,83 s
			b.20,1 s
			c.19,6 s
2.	0,9 m	0,1 kg	a.20,2 s	20,53 s
			b.21,1 s
			c.20,3 s
3.	0,9 m	0,15 kg	a.20,6 s	20,4 s
			b.20,2 s
			c.20,4 s

Tabel 2

No	Panjang Tali (meter)	Beban (kg)	Waktu 10x getaran (t)	(t) rata-rata	Peride (sekon)
1.	0,8 m	0,05 kg	a.18,26 s	18,26 s		3,33 s
			b.18,35 s
			c.18,18 s
2.	0,6 m	0,05 kg	a.15,94 s	16,99 s		2,88 s
			b.15,90 s
			c.15,15 s
3.	0,4 m	0,05 kg	a.12,68 s	12,54 s		1,57 s
			b.12,54s
			c.12,40 s

 VI.            ANALISA DATA

Nilai rata-rata :

1.      Perhatikan tabel I, apakah periode ayunan dipengaruhi massa benda?

2.      Perhatikan tabel II, apakah periode ayunan dipengaruhi oleh panjang tali? Jika YA, bagaimana pengaruh panjang tali terhadap periode?

3.      Sebutkan kondisi yang dapat menyebabkan kesalahan pada percobaan!

Jawaban:

1.      Periode ayunan tidak dipengaruhi oleh massa benda.

2.       YA, periode ayunan dipengaruhi oleh panjang tali. Makin panjang talinya, makin besar periodenya. Sebaliknya, jika panjang tali makin pendek maka periodenya akan semakin kecil pula.     

3.      Kondisi yang dapat menyebabkan kesalahan dalam percobaan :

a.       Ketidaktepatan dalam mengukur waktu (kesalahan saat menstop waktu ketika bandul telah dihitung sesuai ketentuan)

b.      Ayunan tali yang tidak stabil karena kurang lurus saat mengayunkan bandul tersebut

c.       Faktor angin yang mengganggu kestabilan ayunan tali.

d.      Cara mengamati perangkat percobaan yang salah / tidak tegak lurus sesuai ketentuan

e.       Ketidaktepatan dalam mengukur panjang tali sesuai yang telah ditetapkan

VII.            PEMBAHASAN SOAL

1.      Bandul sederhana panjang 39,2 cm. Berapa periodenya jika

2.      Berapa panjang tali bandul yg bergetar 49 kali dalam waktu 44 detik

Jawaban:

1.      Diketahui : l = 39,2 cm =

Ditanyakan : T

Jawab:

                 

2.      Diketahui : banyak getaran = n = 49 kali

t = 44 s

Ditanya : l = panjang tali

Jawab :

 

VIII.            KESIMPULAN

Ø  Periode pada gerak harmonik sederhana khususnya pada bandul matematis tidak dipengaruhi oleh besarnya massa benda, tetapi hanya dipengaruhi oleh besarnya panjang tali dan percepatan gravitasinya.

Ø  Percepatan gravitasi berbanding lurus dengan panjang tali dan berbanding terbalik dengan periodenya.

Ø  Percepatan gravitasi pada suatu tempat dapat diukur dengan melakukan percobaan gerak harmonik pada bandul dengan pertama-tama mendata panjang tali dan periodenya.

 I