OSILASI PEGAS
A.
Tujuan
1.
Menentukan
besar konstanta gaya sistem pegas
2.
Menentukan
besar percobaan gravitasi bumi dengan
sistem pegas
B.
Dasar Teori
Getaran
(oscillation) atau osilasi merupakan salah satu bentuk gerak benda yang
cukup banyak dijumpai gejalanya. Contohnya, bandul jam yang berayun, piringan
dalam jam beker yang memuntir, botol yang timbul tenggelam dalam air, balok
yang digantungkan pada sebuah pegas, dan senar gitar yang dipetik. Osilasi
juga dijumpai secara analogis pada rangkaian listrik yang melibatkan
induktor dan kapasitor. Dalam osilasi, sebuah benda melakukan gerak bolak-balik
menurut lintasan tertentu melalui titik setimbangnya. Waktu yang diperlukan
untuk melakukan satu gerakan bolak – balik dinamakan periode (dilambangkan
dengan T, satuannya sekon [s])
Persamaan
gerak osilasi dapat diturunkan dari dua buah hukum gerak, yaitu Hukum II
Newton dan Hukum Hooke. Coba pandang sebuah benda yang dikaitkan dengan sebuah
pegas. Jika pegas tidak tertarik atau tertekan maka simpangan benda adalah nol
(benda dalam titik keseimbangan). Jika pegas tertarik maka terdapat simpangan
benda (misal bernilai positif). Pada saat itu pegas memberikan gaya kepada
benda yang besarnya sebanding dengan simpangannya namun berlawanan arah dengan
pergeseran benda. Kenyataan ini diungkapkan oleh Hooke dalam hukumnya yang
berformulasi. (Sihotang, Albert 2012.
http://myfutureismyoption.blogspot.com/2012/08/osilasi-sederhana.html)
Hukum Hooke menyatakan bahwa
besarnya gaya yang mengakibatkan perubahan bentuk (panjang) pegas sebanding
dengan perubahan panjang yang terjadi, asalkan batas kelentingannya tidak
melampaui.
Gaya pemulihan merupakan gaya yang
mengembalikan pegas ke bentuk semula, dinyatakan oleh:
F= -kx
Dengan F= Gaya Tarik Beban
k = konstanta
gaya pegas
x = Simpangan
Tanda minus pada hukum Hooke muncul karena pegas ini berlawanan arah dengan
simpangan.
Getaran adalah gerak bolak-balik secara periodik melalui titik
kesetimbangan. Selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran
disebut Periode (T) dalam sekon (s).
Sedangkan frekuemsi (f) adalah banyaknya getaran yang dilalukan
sebuah benda dalam satu sekon.
Periode getaran harmonik dirumuskan:
Keterangan :
T = periodik (s)
m= massa (g)
k= konstanta
(Didik, Singgih. 2013. http://atmosferku.blogspot.com/2013/08/osilasi-pada-pegas.html
diakses pada 25/11/13 pukul 21:18)
C.
Alat dan Bahan
1.
Alat:
-
Statif
-
Penjepit
-
Penggaris
2.
Bahan:
-
Beban
gantung
-
Pegas
D.
Prosedur Kerja
1.
Gantungkan penggaris bersama pegas pada
statif. Usahakan pegas tidak bersinggungan dengan penggaris.
2.
Ukur
dan catat panjang awalnya ketika belum dibebani, usahakan hindari kesalahan
paralak.
3.
Bebani
pegas dengan beban gantung yang telah diketahui massanya. (dimulai dari beban
50 gram, 60 gram, 80 gram, 90 gram, 100 gram 150 gram, 200 gram, 250 gram, 300
gram, 350 gram)
4.
Ukur
dan catat pertambahan beban gantung dan panjang pegas pada keadaan itu.
E.
Hasil Pengamatan
Tabel Pengamatan
|
No
|
Massa benda (kg)
|
Pertambahan panjang (m)
|
F (N)
|
K (N/m)
|
T (s)
|
|
1
|
0,05
|
0,003
|
0,5
|
16,7
|
3,14
|
|
2
|
0,06
|
0,004
|
0,6
|
150
|
12,56 . 10-2
|
|
3
|
0,08
|
0,01
|
0,8
|
80
|
6,28 . 10-3/2
|
|
4
|
0,09
|
0,019
|
0,9
|
47,37
|
2.3,14
 -3 |
|
5
|
0,1
|
0,021
|
1
|
47,62
|
6,28.10-2
 |
|
6
|
0,15
|
0,057
|
1,5
|
26,31
|
6,28
 |
|
7
|
0,2
|
0,073
|
2
|
27,4
|
6,28
 |
|
8
|
0,25
|
0,013
|
2,5
|
24,5
|
6,28
|
|
9
|
0,3
|
0,102
|
3
|
23,01
|
6,28
 |
|
10
|
0,35
|
0,155
|
3,5
|
22,58
|
6,28
 |
1.
Dik: m = 50 gram = 0,005 kg
x = 0,3 cm = 0,003 m
dit = k?
k = 
=
= 16,7 N/m
T = 2π
=
2.3,14
= 6,28
-3
-3
= 6,28
. 0,5
= 3,14
2.
Dik: m = 60 gram = 0,06 kg
x = 0,4 cm = 0,004 m
dit = k?
k =
k = 
k = 150 N/m
T = 2π
= 2π
= 2π
-4
-4
= 2π 2.10-2
= 4π 10-2
= 4. 3,14 10-2
= 12,56 . 10-2
3.
Dik: m = 80 gram = 0,08 kg
x = 1 cm = 0,01 m
dit = k?
k =
k = 
k = 80
N/m
T = 2π
T = 2π
= 2π
-3
-3
= 2 3,14 . 10-3/2
= 6,28 . 10-3/2
4.
Dik: m = 90 gram = 0,09 kg
x =1,9 cm = 0,019 m
dit = k?
k =
k = 
k = 47,36
N/m
T = 2π
= 2π
= 2π
-3
-3
= 2.3,14 -3
-3
5.
Dik: m = 100 gram = 0,1 kg
x =1,9 cm = 0,019 m
dit = k?
k =
k = 
= 47,62
N/m
T = 2π
= 2π
= 2. 3,14 
-4
-4
=
6,28.10-2
6.
Dik: m = 150 gram = 0,15 kg
x = 5,7 cm = 0,057 m
dit = k?
k =
k = 
= 26,31 N/m
T = 2π
= 2 . 3,14
= 6,28
7.
Dik: m = 200 gram = 0,2 kg
x = 7,3 cm = 0,073 m
dit = k?
k =
k = 
= 27,4 N/m
T = 2π
= 2 . 3,14
=6,28 s
s
8.
Dik: m = 250 gram = 0,25 kg
x = 10,2 cm = 0,102 m
dit = k?
k =
k = 
= 24,5 N/m
T = 2π
= 2 . 3,14
= 6,28 s
s
9.
Dik: m = 300 gram = 0,3 kg
x = 13 cm = 0,13 m
dit = k?
k =
k = 
= 23,07 N/m
T = 2π
= 2 . 3,14
= 6,28 s
s
10.
Dik: m = 350 gram = 0,35 kg
x = 15,5 cm = 0,155 m
dit = k?
k =
k = 
= 22,58 N/m
T = 2π
= 2 . 3,14
= 6,28 s
s
F.
Pembahasan
Pada praktikum kali ini membahas mengenai konstanta
pegas. Adapun tujuan pada praktikum kali ini adalah Menentukan besar konstanta gaya sistem pegas dan menentukan
besar percobaan gravitasi bumi dengan
sistem pegas. Gaya yang diperlukan untuk
meregangkan sebuah pegas adalah menggunakan beban yang digantung. Semakin besar
gaya maka pertambahan panjang pada pegas juga semakin besar.
Untuk
menentukan konstanta, telah disediakan pegas yang menggantung pada statif.
Pegas diberi beban beban yang berbeda-beda. Yaitu antara 50-350 gram, dengan 10
kali percobaaan. Dengan menggunakan rumus F= -kx dihasilkan nilai yang berbeda-beda.
Pada perhitungan
konstanta pegas, hasil yang lebih besar didapat jika rata-rata pergeseran tidak
terlalu besar yang menunjukkan bahwa
semakin pendek pergeseran pegas dari posisi seimbangnya, maka konstanta
pegas semakin besar, yang berarti bahwa semakin ringan benda (gaya berat yang
diberikan ke pegas kecil), maka konstanta pegas pun akan semakin besar. Dan panjang
pegas dari masing-masing beban, dihasilkan bahwa kenaikan berat beban
berbanding lurus dengan panjang tali.
semakin pendek pergeseran pegas dari posisi seimbangnya, maka konstanta
pegas semakin besar, yang berarti bahwa semakin ringan benda (gaya berat yang
diberikan ke pegas kecil), maka konstanta pegas pun akan semakin besar. Dan panjang
pegas dari masing-masing beban, dihasilkan bahwa kenaikan berat beban
berbanding lurus dengan panjang tali.
Perhitungan
yang selanjutnya adalah perhitungan mencari periodik (T). Periodik bisa dihitung
apabila nilai konstanta sudah diketahui. Yaitu dengan menggunakan rumus: 
G.
Kesimpulan
Berdasarkan pada percobaan yang
telah di lakukan, maka dapat di tarik kesimpulan bahwa :
1.
Jika
suatu pegas diberikan beban maka akan mengalami pertambahan panjang dan jika
dilepas akan kembali kepanjang semula.
2.
Jika
semakin berat/semakin besar beban yang digantungkan pada pegas maka waktu yang
diperlukan untuk berosilasi pun semakin besar.
3. Nilai dari konstanta k dapat
dihitung apabila perpanjangan (x) dan gaya f diketahui, dengan
menggunakan rumus: F= -kx
4. Untuk menentukan nilai periode pegas dapat dihitung dengan menggunakanrumus:
Daftar Pustaka
Sihotang, Albert 2012. http://myfutureismyoption.blogspot.com/2012/08/osilasi-sederhana.html
diakses pada 25/11/13 pukul 21:03
Didik, Singgih. 2013. http://atmosferku.blogspot.com/2013/08/osilasi-pada-pegas.html
diakses pada 25/11/13 pukul 21:18
Tidak ada komentar:
Posting Komentar