Osilasi

OSILASI (GETARAN)

Gabrielle Zhe (2101631033)

I.       Tujuan dari praktikum :

1.     Membuktikan berlakunya hukum hooke, melakukan tetapan pegas, dan massa efektif pegas.

2.     Menetapkan konstanta pegas dengan percobaan getaran selaras

II.     Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari – hari, pegas merupakan salah satu komponen yang penting dalam pekerjaan  manusia. Contoh yang termudah adalah digunakannya pegas pada pena. Pegas memiliki ciri khas yang unik, yaitu dapat kembali pada bentuk semula apabila diberi gangguan / disimpangkan (Young, 2014). Hal ini karena adanya gaya pemulih yang dikatakan pada hukum hooke. Oleh karena itu, terkadang pegas berfungsi untuk meredam tekanan dari benda tersebut. Contohnya pegas – pegas yang tersusun di dalam springbed akan memberikan kenyamanan pada saat orang tidur (Mikarajuddin, 2008).

Namun ada saatnya pegas mengalami suatu kerusakan dimana pegas tidak lagi dapat kembali ke bentuk asalnya. Hal ini akibat pegas mengalami batas elastisitas. Sehingga pada saat penggunaan pegas, perlu diperhatikan gaya pemulih yang mampu dilakukan pegas dan massa efektifitas pegas tersebut berdasarkan hukum hooke.

III.    Metodologi

3.1  Alat

·        Pegas

·        Statif

·        Beban

·        Stopwatch

I.       Hasil dan Pembahasan

4.1.Hasil

Tabel 1 Menentukan panjang pegas

Massa (kg)	Ulangan ke	X (m)	Rata – rata
0.1	1	0.11	0.11 m
	2	0.11
	3	0.11
0.15	1	0.195	0.193 m
	2	0.195
	3	0.19

Diketahui :

Massa 0.1 kg :

X₁ = 0.11 m

X₂ = 0.11 m

X₃ = 0.11 m

Ditanya :

X rata rata ?

Dijawab :

Diketahui :

Massa 0.15 kg :

X₁ = 0.195 m

X₂ = 0.195 m

X₃ = 0.19 m

Ditanya :

X rata rata ?

Dijawab :

Tabel 2 Menentukan konstanta pegas

Massa (kg)	Ulangan ke	F (N)	(m)	K
0.1	1	1	0.045	22.22
	2		0.051	19.608
	3		0.045	22.22
0.15	1	1.5	0.125	12
	2		0.129	11.628
	3		0.13	11.538

Diketahui :

Massa : 0.1 kg

 = 0.045 m

Ditanya  :

Konstanta pegas ? 

DIjawab :

Tabel 3 Menentukan waktu

Massa (kg)	Ulangan ke	Waktu (s)	Rata – rata (s)
0.1	1	7.91	8.023
	2	8.23
	3	7.93
0.15	1	9.92	9.95
	2	9.94
	3	9.99

Diketahui :

Massa 0.1 kg :

t₁ = 0.11 m

t₂ = 0.11 m

t₃ = 0.11 m

Ditanya :

t rata rata ?

Dijawab :

Diketahui :

Massa 0.15 kg :

t₁ = 0.195 m

t₂ = 0.195 m

t₃ = 0.19 m

Ditanya :

t rata rata ?

Dijawab :

Tabel 4 Menentukan periode dan konstanta pegas

Massa (kg)	Periode (T)	K (
0.1	0.802	6.0498
0.15	0.995	6

Diketahui :

Massa : 0.1 kg

Periode :  = 0.802 sekon

Ditanya :

Konstanta pegas ?

Dijawab :

4.2.Pembahasan

Terdapat banyak jenis gerak pada benda, salah satunya adalah gerak periodic. Gerak ini umumnya dapat ditemukan pada gerak yang bolak balik dalam waktu yang sama, umumnya pada bandul, pegas, dan sejenisnya.

Hukum Hooke berbunyi, “Jika gaya tarik tidak melampui batas elastis pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya”. Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan membangun kembali gedung - gedung di London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666. Oleh karena itu, pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Hooke (Halliday & Resnick, 2010). Berdasarkan pernyataan diatas, hukum hooke memiliki hubungan yang dekat dengan gerak harmonic sederhana. Hal ini karena hukum hooke berhubungan dengan gaya pemulih pada pegas.

Gaya pemulih umumnya berlawanan dengan hukum hooke. Biasanya gaya pemulih memiliki rumus yang tidak berbeda dengan hukum hooke, namum memiliki tanda minus pada rumusnya. Gaya Fs disebut sebagai gaya pemulih karena pegas memberikan gayanya pada arah yang berlawanan dengan perpindahan (sehingga bertanda minus) dan bekerja untuk mengembalikan dirinya ke panjang normal (Riani, 2008). 

Dalam osilasi, hukum hooke dipengaruhi juga oleh hukum newton II.  Hukum Newton II berbunyi :” Bila gaya resultan F yang bekerja pada suatu benda dengan massa m tidak sama dengan nol, maka benda tersebut mengalami percepatan ke arah yang sama dengan gaya”. Hubungan newton II dengan hukum hooke adalah :

X = A cos ωt

Tentunya dari pernyataan ini, hubungan diantara keduanya adalah akibat dari pergerakan pegas. Hal ini karena saat disimpangkan, pegas mengalami pergerakan / perubahan kecepatan dari keadaan diam menjadi bergerak secara bolak balik dalam jarak yang sama.

Periode umumnya sering ditemukan dalam gelombang, baik transversal dan longitudinal. GHS merupakan bagian dari gelombang / gerakan berulang. Sehingga periode merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari hukum hooke. Periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran (disebut 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 (Apriadi, 2010).Periode dari suatu pegas yang bergetar dinyatakan melalui hubungan berikut:

T = 2π√(m/k)

Keterangan:

M = masa benda (kg)

π=3,14                          k = tetapan pegas (N/m)

T = periode (s)

(Halliday,1997)

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, ditentukan bahwa ketika pegas diberikan beban 0.1 kg, panjang pegas menjadi 0.11 m. Sedangkan saat pegas diberikan beban 0.15 kg, panjang pegas menjadi 0.193 m.

Pada percobaan kedua, saat beban 0.1 kg, maka perubahan panjang pegas adalah 4.5 cm – 5.1 cm. Sehingga dari keadaan tersebut, dapat ditentukan konstanta pegas sebesar 19.608 – 22.22 Saat beban 0.15 kg, maka perubahan panjang pegas adalah 12.5 cm – 13 cm. Sehingga dari keadaan tersebut, dapat ditentukan konstanta pegas sebesar 11.538 – 12  

Pada percobaan ketiga, saat massa 0.1 kg diberikan pada ujung pegas, maka waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 10 kali getaran dalah 8.023 detik. Sedangkan saat massa 0.15 kg diberikan pada ujung pegas, maka waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 10 kali getaran dalah 9.95 detik.

Pada percobaan keempat, dari hasil percobaan yang telah didapatkan, dapat ditentukan periode dengan cara perhitungan periode umum. Dimana periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 1 getaran. Sedangkan konstanta dapat ditentukan dengan rumus periode.

Dalam perhitungan yang telah dilakukan, terdapat beberapa ketidaktelitian dalam mendapatkan data. Hal ini sangat terlihat pada saat penentuan konstanta pegas yang angkanya tidak terlalu sama. Hal ini terjadi akibat kurangnya ketelitian dalam mengukur, kurang tepat dalam mengukur pegas, dan melihat alat ukur.

II.     Kesimpulan

Dapat disimpulkan bahwa pada percobaan ini berlaku hukum hooke, massa efektif 0.1 kg dan 0.15 kg . Konstanta pegas adalah 6.098 bila massa 0.1 kg dan 6 pada massa 0.15 kg.

III.    Daftar Pustaka 

Abdullah, Mikrajuddin & Khairurrijal. 2008. ”Review: Karakterisasi Nanomaterial”, Jurnal Nanoscience dan Teknologi vol.2, No.1.

David Halliday dkk.2010. Fisika Dasar Edisi 7 Jilid 2. Jakarta : Penerbit Erlangga

Lubis, Riani. 2008. Diktat Kuliah Fisika Dasar 1. Bandung: UNIKOM

Young & Freedman. 2003. Fisika Universitas Jilid I. Jakarta: Erlangga.