21q2s

Kamis, 14 Februari 2013

laporan getaran harmonis sederhana

TUJUAN
1.   Menentukan periode () ayunan sederhana hubungannya dengan massa () beban dan panjang tali ().
2.   Menentukan besar percepatan gravitasi bumi () di Laboratorium Fisika SMA N 2 Kebumen.
3.   Membuktikan suatu getaran menghasilkan gelombang.
4.   Menentukan hubungan simpangan () dengan energi potensial ().
5.   Menentukan persamaan simpangan getaran harmonik (dengan grafik).
6.   Menentukan persamaan kecepatan gerak harmonik (dengan grafik).
7.   Menentukan persamaan percepatan gerak harmonik (dengan grafik).
8.   Membuktikan selama getaran berlaku energi mekanik.

B.  LANDASAN TEORI
·       Pengertian:
Gerak Harmonik Sederhana adalah gerak bolak-balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan.
·       Jenis Gerak Harmonik Sederhana:
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.
·       Gerak Harmonis Sederhana pada Ayunan
Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan B (lihat gambar). 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.
·       Besaran Fisika pada Gerak Harmonik Sederhana pada Ayunan Sederhana:
1.   Periode ()
Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode atau waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut. Pada contoh di bawah, benda mulai bergerak dari titik A lalu ke titik B, titik C dan kembali lagi ke B dan A. Urutannya adalah A-B-C-B-A. Seandainya benda dilepaskan darititik C maka urutan gerakannya adalah C-B-A-B-C.

Jadi periode ayunan () 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.
Persamaan Umum Periode pada Getaran Harmonik Sederhana:
dengan:
=waktu ayunan
=jumlah getaran
2.   Frekuensi ()
Selain periode, terdapat juga frekuensi alias banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik. Yang dimaksudkan dengan getaran di sini adalah getaran lengkap. Satuan frekuensi adalah 1/sekon atau s-1. 1/sekon atau s-1 disebut juga Hertz, menghargai seorang fisikawan. Hertz adalah nama seorang fisikawan tempo dulu.
3.   Amplitudo
Pada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitudo. Amplitudo adalah perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan.
·       Hubungan antara Periode  () dan Frekuensi ()
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu detik/sekon. Dengan demikian selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran adalah periode.
·       Persamaan Gerak Harmonik Sederhana:
dengan:
=simpangan
=amplitudo
=waktu
·       Hubungan antara Percepatan Gravitasi dengan Gerak Harmonik Sederhana

C.  ALAT-ALAT
1.   Dawai
2.   Beban/bandul
3.   Statis
4.   Stopwatch
5.   Penggaris

D.  LANGKAH KERJA
1.   Siapkan semua peralatan yang dibutuhkan.
2.   Ukurlah panjang dawai.
3.   Ikatlah beban pada dawai.
4.   Gantunglah gantunglah dawai pada penyangga.
5.   Getarkan bandul, tunggu hingga harmonik.
6.   Catatlah waktu yang dibutuhkan dalam 10x getaran.
7.   Ulangi langkah 1 – 6 untuk massa bandul dan panjang dawai yang berbeda.

ANALISIS DATA
·       Cara Menghitung Periode ()
·       Cara Menghitung Frekuensi ()
·       Cara Menghitung Percepatan Gravitasi ()

Alasan Data Tidak Valid:
·      Kesalahan dalam menentukan titik keseimbangan ayunan.

G. PERTANYAAN KONSEP
1.   Apa yang disebut dengan getaran harmonik?
Jawab: Getaran yang selaras dan merupakan sinusoidal dengan frekuensi dan amplitudo tetap.
2.   Agar dapat mendapatkan getaran ayunan harmonik bagaimana sudut simpangan talinya?
Jawab: Tidak boleh terlalu besar, karena akan membuat getaran harmonik yang lama.
3.   Seorang anak TK bermain ayunan dengan gembira, posisi awal bermain anak mundur kebelakang sambil kaki tumitnya berdiri lalu lepas dan berayun dengan enaknya. Apa tujuan kaki tumitnya njinjit? Buatlah hipotesa masalah diatas.
Jawab: Untuk membuat sudut simpangan terjauh sehingga akan lama berayun.
4.   Jika periode getaran semakin besar, bagaimana dengan besar frekuensi getaran?
Jawab: Semakin kecil, karena besar frekuensi () berbanding terbalik dengan periode ().
5.   Jika bandul beban diperbesar atau diperkecil, bagaimana besar periode getaran?
Jawab: Periode () tetap.
6.   Tulis hubungan periode () dengan ��,  dengan ,  dengan !
Jawab:  berbanding terbalik dengan ��
 berbanding berbanding lurus dengan
berbanding terbalik dengan
7.    adalah suatu konstanta yang besarnya berdasarkan analisis data adalah sebesar berapa?
Jawab: 10,3.
8.   Besaran dari pertanyaan no. 7 adalah yang disebut dengan apa?
Jawab: Percepatan gravitasi ().
10. Suatu ayunan sederhana dengan panjang tali () dan massa bandul () mempunyai periode ayunan . Jika panjang tali dipotong ¾() dan massa bandul menjadi (2m). Tentukan periode ayunan sekarang!
Jawab:

H.  KESIMPULAN
Berdasarkan analisis data percobaan diatas dapat disimpulkan sebagai berikut:
1.   Semakin panjang tali yang digunakan maka periodenya semakin besar.
2.   Massa benda tidak mempengaruhi besarnya periode.
3.   Besar percepatan gravitasi berbanding lurus dengan panjang tali dan berbanding terbalik dengan kuadrat periodenya.
4.   Getaran dapat menghasilkan gelombang.
5.   Jika simpangan () semakin besar maka energi potensial () juga semakin besar.
6.   Jika                           .
7.   Semakin panjang tali, nilai percepatan gravitasinya semakin besar.
8.   Semakin besar periode, maka frekuensi semakin kecil.
9.   Semakin berat beban bandul, maka akan semakin kecil periodenya, beda halnya jika panjang tali semakin panjang maka periode akan semakin besar.
10. Semakin besar simpangannya maka akan semakin besar pula energi potensialnya.
11. Terbukti bahwa:
12. Besar percepatan gravitasi yang diperoleh dalam percobaan ayunan sederhana adalah .

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar