modul osilasi kelereng

PENUNTUN PRAKTIKUM

REL OSILASI KELERENG

DISUSUN

OLEH:

NUR FADHILLAHNIM :251121350

LABORATORIUM PENDIDIKAN FISIKAFAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN (FITK)UNIVERSITAS AGAMA ISLAM NEGERI AR – RANIRY

DARUSSALAM – BANDA ACEH2014/2015

1. KATA PENGANTAR

Alhamdulilah, segala puji bagi Allah swt yang telah memberi taufik dan hidayah-Nya,

sehingga penulis dapat menyusun penuntun praktikum REL OSILASI KELERENG, praktikum

sederhana ini dibuat disebabkan karena sebagian di sekolah belum membuat praktikum.

Salawat dan salam senantiasa kita sanjung sajikan kepangkuan alam Nabi besar

Muhammad SAW. Yang dengan berkat kegigihan beliau menyelamatkan umatnya dari alam

jahiliah kea lam islamiah dan dari alam kebodohan kealam yang berilmu pengetahuan.

Penuntun ini bertujuan untuk dapat membantu para guru-guru Fisika di sekolah dan guru

akan memberikan kepada siswa di sekolah tersebut dalam proses pembelajaran.

Penuntun ini diberikan kepada siswa disekolah, mahasiswa serta terutama dalam

mengaplikasikan ilmunya di masyarakat. Kiranya penuntun ini berguna pula bagi

siswa/mahasiswa eksakta lainnya.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada:

1. Bapak Ridhwan, M.Si dan Bapak Jufrisal, S.Pd.I selaku dosen/asisten pengasuh mata kuliah

Laboratorium Fisika-II.

2. Teman-teman semua yang telah banyak membantu dalam membuat penuntun praktikum ini

sehingga dapat terselesaikan.

Akhirnya, penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penuntun praktikum ini,

untuk itu penulis dengan segala kerendahan hati menerima kritikan dan saran yang bersifat

membangun, guna untuk menyempurnakan dimasa-masa yang akan datang.

Banda Aceh, 08 Januari 2014

Penulis

2. DAFTAR ISI

1. KATA PENGANTAR................................................................................. 1

2. DAFTAR ISI............................................................................................... 2

3. TATA TERTIB LABORATORIUM.......................................................... 3

4. PERFORMANCE PRAKTIKAN............................................................... 4

5. REL OSILASI KELERENG....................................................................... 1

A. Standar Kompetensi.............................................................................. 1

B. Kompetensi Dasar................................................................................. 1

C. Tujuan................................................................................................... 1

D. Dasar Teori............................................................................................ 1

E. Alat dan Bahan...................................................................................... 5

F. Persiapan Percobaan............................................................................. 6

G. Langkah-langkah Praktikum................................................................. 6

H. Data Pengamatan.................................................................................. 7

I. Analisis Data......................................................................................... 7

J. Kesimpulan dan Saran..........................................................................11

K. Tugas Tambahan (PR)..........................................................................13

6. DAFTAR PUSTAKA..................................................................................16

7. LAMPIRAN................................................................................................17

3. TATA TERBIB LABORATORIUM

Para praktikan wajib memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

A. Didalam laboratorium yang dilarang yaitu:

1. Datang tepat waktunya, bila Anda datang terlambat 10 menit tanpa ada alasan yang tepat,

Anda tidak diizinkan mengikuti praktikum.

2. Selama di Laboratorium, perhatikanlah hal-hal sebagai berikut:

a. Dilarang menghidupkan HP.

b. Tidak diperkenankan memakai sandal.

c. Dilarang makan dan minum di dalam Laboratorium.

d. Dilarang memasukkan tas ke dalam ruang Lab, kecuali kalkulator, alat tulis dan

petunjuk penuntun praktikum, letakkan barang lainnya di luar Lab (rak yang telah

disediakan).

e. Kehilangan barang anda menjadi tanggung jawab anda sendiri.

3. Kerusakan dan kehilangan alat Lab menjadi tanggung jawab Anda sendiri dan harus

mengantikannya.

B. Kepada Praktikan diharapkan:

a. Berpakaian sopan dan rapi.

b. Memakai jas Lab.

C. Peringatan Lab:

1. Sebelum dikerjakan harus hati-hati dalam memegang benda jangan sampai jatuh, maka

dengarkanlah arahan dari Laboran/asisten Lab.

2. Bila anda tidak menyelesaikan praktikum dengan sebaik-baiknya atau tugas dan laporan

hasil Anda tidak lengkap, maka nilai anda di kurangi.

3. Bagi yang praktikum di luar jadwal yang telah di tetapkan, akan dikenakan biaya Rp

10.000,- tiap percobaan.

Banda Aceh, 08 januari 2014

NUR FADHILLAH

4. PERFORMANCE PRAKTIKAN

Peraturan untuk laki-laki dan perempuan yang praktikum yaitu:

1. Untuk laki-laki:

a. Tidak memakai sandal.

b. Tidak memakai baju oblong.

c. Tidak memakai kalung.

2. Untuk perempuan:

a. Tidak memakai sandal.

b. Tidak memakai baju ketat dan celana jeans.

c. Tidak membawa emas.

REL OSILASI KELERENG

A. Standar Kompetensi

Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika

benda titik.

B. Kompetensi Dasar

Menganalisis hubungan antara gaya dengan gerak getaran.

C. Tujuan

1. Menjelaskan pengertian osilasi (getaran)

2. Menjelaskan hubungan antara periode dengan frekuensi.

3. Mempelajari prinsip kerja osilasi kelereng pada rel.

4. Menghitung percepatan gravitasi (g) dengan menggunakan rel osilasi kelereng.

D. Dasar Teori

Menurut Totok Suprayitno (tahun 2011: hal 39-40) Model osilasi kelereng dapat

digunakan untuk menentukan Konstanta Percepatan Gravitasi (g). Kita misalkan suatu bola pejal

(kelereng) dilepas pada lintasan lengkung dengan jari-jari R akan mengalami gerak osilasi bolak

balik. Misalnya kelereng dengan jari-jari a diletakkan pada rel melengkung dengan jari jari R.

Gerakan kelereng pada rel mirip dengan gerakanayunan bandul sederhana dengan panjang tali

(R-a).

Dengan menggunakan hubungan translasi energi, misalnya kelereng pada awal berada

diposisi A dan pada kedudukan seimbang berada di B. Kehilangan energi oleh gerak dengan

kecepatan linier bola dari A ke B adalah Mgh dimana h adalah tinggi OD. Energi yang hilang

berubah menjadi energi kinetik dengan persamaan energi adalah sebagai berikut :

Mgh =12

MV 2 +12

Iω2= 12

. V 2 (M+ I❑ )

Dimana ω = va

dan 25

Ma2

Mgh = 12

.75

MV 2

Jadi periode ayunan pendulum dengan persamaan kecepatan VP2 = 2gh adalah TP

2= 2π√ lg

maka periode osilasi untuk gerak kelereng adalah T= 2π√ 7 (R−a)5 g

, dalam persamaan gravitasi

menjadi

g = 28 π2(R−a)

5 T 2

Menurut Yusrizal hal ( 2008 : 102-103) bandul sederhana adalah sebuah benda yang

massanya m di gantung pada seutas tali yang panjangnya 1, massa m di ayun sehingga

membentuk sudut θ yang tidak seberapa besar. Massa m akan ω berosilasi pada lingkaran yang

radiusnya 1.Gaya pemulih yang bekerja pada m.

F= - mg sin θ

Konstanta mg/l menyatakan k , sehingga persamaan untuk gerak tangensial menjadi:

md2 xd t 2 = -mg ( x

l ) atau d2 xd t 2 ¿

gl

x

Yang tidak lain adalah persamaan differensial yang identik dengan persamaan dibawah

ini

ω2=¿ gl

atau ω=√ gl

Periode bandul sederhana menjadi :

T=2 π √ lg

Pengukuran periode bandul sederhana dapat digunakan sebagai dasar untuk pengukuran

percepatan gravitasi g.

Menurut Tipler ( 1998 : 426-442) Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah

gerak tersebut bersifat periodik, yaitu berulang-ulang. Karena gerak ini terjadi secara teratur

maka edisebut juga sebagai gerak harmonik sedehana. Apabila suatu partikel melakukan gerak

periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi getaran.

Syarat gerak harmonik sederhana, bila percepatan sebuah benda berbandig lurus dan

arahnya berlawanan dengan simpangan, maka benda itu akan bergerak dengan gerak harmonik

sederhana.

Jika kita menyimpangkan sebuah benda dari kesetimbangannya dan melepaskan nya,

benda itu akan berosilasi bolak-balik di sekitar kedudukan setimbang. Waktu bagi benda untuk

melakukan satu osilasi penuh disebut periode (T). Kebalikan periode disebut frekuensi f, yang

merupakan banyaknya osilasi setiap detik.

f = 1T

Untuk bandul dengan sudut cukup kecil sehingga sin φ ≈ φ berlaku , percepatan

berbanding lurus dengan simpangan. Gerak harmonik untuk simpangan kecil dapat ditulis

persamaannya :

d2 sdt 2 =−ω2 s

Dengan

ω2=gl

Sehingga

d2 sdt 2 =−ω2 s

S = s0 cos (ωt + θ)

Sehinga periode gerak harmonik tersebut adalah

T=2 πω

=2 π √ lg

Pada bandul, percepatan gravitasi ditentukan dengan menyelesaikan persamaan :

g= 4 π 2 LT 2

E. Alat dan Bahan

Bahan Dasar

Alat

Nama

AlatGambar Alat Fungsi Penyimpanan

Selang air

Papan tripleks

Tang

Palu

Ampelas

Paku

Rel

osilasi

kelereng

Tempat

osilasi

Lemari rak

Kelereng Benda yang

berosilasi

Lemari rak

Stopwacth Menghitung waktu

Lemari rak

Mikrometer

sekrup

Mengukur diameter kelereng

Lemari rak

Meteran Mengukur diameter rel

Lemari rak

F. Persiapan percobaan

G. Langkah-langkah praktikum

1. Ukur diameter kelereng dengan menggunakan mikrometer sekrup,

a =…….mm

2. Ukur diameter kelengkungan dudukan rel osilasi, R =……mm

3. Letakkan bola kelereng pada rel sehingga menggelinding dan amati,

4. Siapkan stopwatch atau jam tangan. Simpangkan kelereng pada rel osilasi, untuk nilai

getaran 1,2,3,4 dan 5

5. Catat hasilnya kedalam tabel pengamatan

6. Ulangi percobaan untuk langkah no 3,4 dan 5 untuk nilai getaran selanjutnya

7. Dari data yang diperoleh. Tentukan percepatan gravitasi ( g ) berdasarkan persamaan di

atas.

H. Data Pengamatan

NO N t

Periode

T = tn

Frekuensi

f¿nt

percepatan gravitasi

g ¿28 π2(R−a)

5 T 2

1. 1 0,81 s 0,81 s 1,234 Hz 9,865 m/s2

2. 2 1,61 s 0,805 s 1,242 Hz 9,989 m/s2

3. 3 2,46 s 0,82 s 1,219 Hz 9,626 m/s2

4. 4 3,27 s 0,8175 s 1,223 Hz 9,687 m/s2

5. 5 4,04 s 0,808 s 1,237 Hz 9,915 m/s2

I. Analisis Data

Menentukan diameter

Diameter kelereng :

D = Su + Sn . Kt

= 15,5 mm + ( 25 . 0,01 mm)

= 15,5 mm + 0,025 mm

= 15,525 mm

r (a) = 12

D

= 12

15,525 mm

= 7,7625 mm

= 0,0077625 m

Diameter rel:

D = 25 cm

r (R) = 12

D

= 12

25 cm

= 12,5 cm

= 0,125 m

Menentukan periode

T1 = tn

= 0,81 s

1= 0,81 s

T2 = tn

= 1,61 s

2= 0,805 s

T3 = tn

= 2,46 s

3= 0,82 s

T4 = tn

= 3.27 s

4= 0,8175 s

T5 = tn

= 4,04 s

5= 0,808 s

Menentukan frekuensi

f1 = nt

= 1

0,81 s= 1,234 Hz

f2 = nt

= 2

1,61 s= 1,242 Hz

f3 = nt

= 3

2,46 s= 1,219 Hz

f4 = nt

= 4

3,27 s= 1,223 Hz

f5 = nt

= 5

4,04 s= 1,237 Hz

Menghitung percepatan gravitasi

g1¿28 π2(R−a)

5 T 2

= 28¿¿

= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)

5(0,65661 s2)

= 28 (1,1559 m )

3,2805 s2

= 32,3652m

3,2805 s2

= 9,865 m/s2

g2¿28 π2(R−a)

5 T 2

= 28¿¿

= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)

5 (0,6480 s2)

= 28 (1,1559 m )

3,24 s2

= 32,3652m

3,24 s2

= 9,989 m/s2

g3¿28 π2(R−a)

5 T 2

= 28¿¿

= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)

5(0,6724 s2)

= 28 (1,1559 m )

3,362 s2

= 32,3652m

3,362 s2

= 9,626 m/s2

g4¿28 π2(R−a)

5 T 2

= 28¿¿

= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)

5 (0,6683 s2)

= 28 (1,1559 m )

3,341 s2

= 32,3652m

3,341 s2

= 9,687 m/s2

g5¿28 π2(R−a)

5 T 2

= 28¿¿

= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)

5 (0,6528 s2)

= 28 (1,1559 m )

3,264 s2

= 32,3652m

3,264 s2

= 9,915 m/s2

J. Kesimpulan dan saran

1. Kesimpulan

Osilasi adalah gerak berulang-ulang atau bolak-balik. Setiap gerak yang terjadi secara

berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik, karena gerak ini terjadi

secara teratur maka disebut juga gerak harmonik. Apabila suatu partikel (benda)

melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi

getaran.

Hubungan antara periode dengan frekuensi

Satu getaran adalah satu gerak bolak balik (pergi-pulang). Periode (T) adalah waktu yang

dibutuhkan untuk melakukan satu getaran penuh, yang persamaannya dapat ditulis:

T= tn

Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 detik, sehingga

persamaannya dapat ditulis :

T= nt

Dengan demikian frekuensi adalah kebalikan dari periode dan periode adalah kebalikan

dari frekuensi, yang secara sistematis dapat ditulis :

T= 1f

atau f= 1T

Prinsip kerja rel osilasi kelereng yaitu pada saat kelereng di simpangkan pada rel maka

kelereng akan berosilasi pada lintasan rel.

Dari percobaan dapat disimpulkan bahawa percepatan gravitasi dapat dihitung dengan

menggunakan rel osilasi kelereng

getaran 1 menghasilkan percepatan gravitasinya 9,865 m/s2





2. Saran

Percobaaan yang saya lakukan ini, saya sadari belum sempurna karena saya mungkin

masih kurang teliti pada saat memengang stopwatch, kadang terlalu cepat dan kadang

terlalu lambat dalam menghentikan stopwatch dan juga pada saat perhitungan getaran

kelereng yang berosilasi pada rel karena kelereng sangat cepat melakukan bolak balik.

Jadi harus beverapa kali melakukan pengulangan, ketika kelereng berosilasi pada rel.

Saya berharap untuk selanjutnya dalam melakukan percobaaan ini agar leb ih teliti dan

lebih baik lagi.

K. Tugas tambahan (PR)

Soal pilihan ganda:

1. Simpangan terbesar yang dapat ditempuh oleh suatu benda yang bergetar disebut ......

a. panjang gelombang c. puncak gelombang

b. amplitudo d. tinggi gelombang

2. Selang waktu yang di perlukan untuk menempuh satu getaran lengkap disebut……

a. periode c. frekuensi

b. amplitudo d. cepat rambat gelombang

3. Frekuensi sebuah getaran 40 Hz, periodenya…..

a. 40 detik c. 1 detik

b.1

40 detik d.

160

detik

4. Periode sebuah getaran 25

detik, frekuensinya ……

a. 0,4 Hz c. 2,5 Hz

b. 2,0 Hz d. 4,0 Hz

5. Suatu benda bergetar dengan frekuensi 5 Hz. Periode getarannya adalah…..

a. 0,1 s c. 1,0 s

b. 0,2 s d. 1,2 s

6. Banyak getaran yang terjadi dalam 1 sekon disebut …..

a. periode c. frekuensi

b. amplitudo d. Puncak gelombang

7. Apabila sebuah benda bergetar sebanyak 600 getaran setiap 5 menit,maka periode

getarannya adalah …..

a. 0,5 s c. 60 s

b. 2 s d. 120 s

8. Benda A bergetar dengan periode 30 sekon dan amplitudo 20 cm. Benda B bergetar

dengan periode 45 sekon dan amplitudo 25 cm. Frekuensi benda A disbanding benda B

adalah ……

a. 2 : 3 c. 4 : 5

b. 3 : 2 d. 5 : 4

9. Periode merupakan salah satu besaran yang satuannya adalah …..

a. meter c. newton

b. sekon d. joule

10. Pada gerak harmonik sederhana selalu terdapat perbandingan yang tetap antara

simpangan dengan ……

a. Kecepatan c. massa

b. percepatan d. periode

Essay:

1. Benda bergetar dengan frekuensi 50 Hz. Hitung periodenya ?

Jawab :

T =1f

= 1

50Hz

= 0.02 s

2. Sebuah benda bergetar dengan periode 1

25 s . Hitunglah :

a. frekuensinya

b. dalam 1 menit ada berapa getaran

jawab :

a. f¿1T

= 1

1/250

= 250 Hz

b. Banyak getaran dalam 1 menit = 60 sekon, sehingga banyak getarannya

adalah :

60 x 250 = 15000 getaran

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan gerak osilasi ?

Jawab:

Gerak osilasi adalah gerak berulang-ulang atau bolak-balik menurut lintasan tertentu

melalui titik setimbangnya.

DAFTAR PUSTAKA

Yusrizal. Fisika Dasar-I.Banda Aceh: Syiah Kuala Press. 2008.

Tipler. Fisika untuk sains dan teknik. Jakarta : Erlangga. 1998

http://124.81.93.52/files/Buku_Alat_Peraga_Fisika.pdf .

LAMPIRAN

modul osilasi kelereng

Documents