Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
A laboratory report on the study of resonant vibrations on pendulums and rods, focusing on the principles of harmonic motion and the calculation of specific gravity. The report includes the design of the experiment, the steps taken, the variables involved, and the results obtained. The study aims to help students understand the concepts of periodic motion, pendulums, and resonance in everyday life, such as in the operation of pendulum clocks.
Typology: Study Guides, Projects, Research
1 / 22
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Nama/NIM Wildan Maulana/
Jurusan Fisika
Kelompok 8
Hari/Shift Selasa/
Asisten Pramesty Sukmawardani
1.1 Latar Belakang
Getaran dan gerak gelombang mempunyai hubungan yang erat. Gerakan
adalah sumber gelombang. Ombak lautnya bagus, ombaknya terus menerus string,
gelombang gempa, atau gelombang suara di udara. Getaran atau disebut juga osilasi
merupakan suatu gerakan maju mundur yang berulang-ulang dari suatu objek.
Getarannya selaras dengan panjang tali, sudut awal, massa bandul, amplitudo, dan
periode ayunan. Panjang tali yang digunakan untuk mengikat Pendulum adalah tali
yang tidak bermassa dan tidak dapat meregang. Pendulum yang digunakan
dianggap sebagai massa titik. Tidak ada gesekan, sehingga ayunan akan terus
berlanjut berosilasi tanpa henti. Pendulum diayunkan, lama-lama amplitudo
osilasinya teredam karena pengapian. Waktu osilasi yang teratur disebut periode,
yaitu waktu yang diperlukan suatu benda untuk melakukan osilasi sebanyak satu
kali (Khotimah, 2011).
Praktek tentang Getaran Harmonis pada Pegas dan Ayunan Sederhana para
praktikan diharapkan mampu memahami pengertian getaran, periode dan
penyimpangan. Perhitungan dalam praktiknya getaran tersebut selaras
menggunakan hukum yang disebut Hukum Hooke. Kehidupan sehari-hari dapat
ditemukan dalam ayunan pendulum dan kemacetan. Bandul jam bergerak kesana
kemari secara teratur. Gambarlah pendulum sederhana dari posisi setimbangnya
dan kemudian melepaskannya, ia akan berlari ke dalam bidang vertikal di bawah
pengaruh gravitasi. Pendulum ini mulai berosilasi pada posisi rata-ratanya.
Perangkat elektronik di sekitar kita Teknologi itu memanfaatkan getaran, misalnya
saat kita menggunakannya telepon. Gerak harmonis sederhana sangat berpengaruh
dalam kehidupan sehari-hari.
Getaran Harmonik Praktis pada Pegas dan Ayunan Sederhana dengan
menggunakan peralatan laboratorium. Prosedur yang dilakukan dalam praktikum
antara lain: menentukan getaran harmonik pada sistem massa pegas, dan terakhir
getaran terhadap periode getaran sebuah pegas sederhana?
getaran sebuah ayunan pendulum sederhana?
getaran sebuah ayunan terhadap periode getaran yang dihasilkan?
periode getaran sebuah ayunan pendulum sederhana?
menggunakan getaran pada ayunan sederhana (pendulum)?
1.3 Manfaat
Manfaat dari praktikum gerak selaras pada pegas dan ayunan sederhana
yang dilakukan yaitu kita dapat mengetahui pengertian dan jenis gerak. Kita dapat
memahami konsep gerak periodik dan pendulum dengan mengacu pada kehidupan
sehari-hari, misalnya ayunan pendulum. Kami dapat menentukan titik
kesetimbangan, periode, frekuensi yang dialami pada getaran pendulum sederhana
seperti pegas. Kita juga tahu rumusnya rumus yang berkaitan dengan konsep gaya
ini, dari rumus frekuensi hingga hukum kedua Newton.
2. 1 Sejarah
Benda yang diikat dengan tali dan dapat berputar secara bebas dan berkala
disebut pendulum atau pendulum sederhana. Objek ini menjadi dasar dari sebuah
Jam dinding kuno dengan ayunan. Bidang fisika tahun 1602, Galileo Galilei
menemukan prinsip periode (durasi satu ayunan gerak osilasi, T) dipengaruhi oleh
panjang tali dan percepatan gravitasi. Getaran adalah gerak bolak-balik suatu
partikel dalam jangka waktu tertentusebuah titik keseimbangan. Getaran bisa
harmonis dan sederhana kompleks. Gerak harmonis sederhana adalah getaran yang
mempunyai resultan gaya bekerja pada suatu titik sembarang selalu mengarah pada
titik keseimbangan dan besarnya Gaya resultan sebanding dengan jarak suatu titik
sembarang ke titik kesetimbangan itu. Contoh gerak harmonik sederhana adalah
gerak harmonik in pendulum (Roger, 2002).
Gerak harmonis sederhana dapat dibedakam menjadi dua, yaitu gerak
harmonis sederhana linear dan gerak harmonis sederhana angular. Gerak harmonis
sederhana linear contohnya adalah penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air
raksa, gerak osilasi air dalam pipa U, gerak horizontal pegas, gerak vertikal pegas.
Gerak harmonis sederhana angular misalnya gerak pada bandul fisis, dan ayunan
torsi (Tanco dkk, 2021)
Benda yang bergerak harmonik sederhana pada ayunan sederhana memiliki
periode tertentu. Periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk
melakukan suatu getaran. Benda dikatakan melakukan suatu getaran atau satu
getaran jika benda bergrak dari titik dimana benda tersebut mulai bergerak dan
kembali lagi ke titik tersebut. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan
benda selama satu detik, yang dimaksud dengan getaran disini adalah getaran
lengkap. Benda yang bergerak harmonis juga memiliki amplitudo A, simpangan Y
dan energi mekanik (Halliday, 2014 ). Halliday, D dan Resnick, R., 2014, Fundamental
of Physics, Edisi Kesepuluh, John Wiley & Sons Inc., Kanada
sebuah tali dan dapat berayun secara beban dan periodik yang menjadi dasar kerja
dari sebuah jam dinding yang mempunyai ayunan. Bidang fisika, prinsip ini
pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Gallileo Galilie. Periode atau
lamanya gerak osilasi suatu ayunan ( T ) (Rismawan dkk, 2023).
2.2.3 Gerak harmonik
Gerak harmonis adalah suatu jenis gerak dimana suatu benda bergerak maju
mundur secara teratur pada suatu titik keseimbangan, mempertahankan pola gerak
yang dapat digambarkan dengan fungsi sinusoidal. Gerak harmonik dapat
ditemukan dalam berbagai konteks, antara lain pegas, gelombang, dan osilasi
pendulum. Contoh gerak harmonik dapat ditemukan pada pegas yang diregangkan
atau dikompresi, osilasi pendulum, gelombang air, dll. Gerak harmonik merupakan
konsep penting dalam fisika dan diterapkan di banyak bidang, termasuk analisis
rangkaian listrik, studi tentang gelombang, dan bidang lainnya. pemodelan berbagai
fenomena osilasi (Rusianto dan Susastriawan, 2021).
2.2.4 Frekuensi
Frekuensi adalah jumlah getaran yang terjadi dalam waktu satu detik atau
banyaknya gelombang/getaran listrik yang dihasilkan tiap detik. Menurut buku
Praktis Belajar Fisika, dijelaskan bahwa frekuensi adalah kuantitas dan jumlah pada
getaran yang mampu untuk menghasilkan dalam interval waktu satu detik.
Frekuensi getaran adalah banyaknya jumlah getaran yangterjadi dalam satu sekon,
disimbolkan denganhuruf "f". Frekuensi getaran adalah banyaknya jumlah getaran
yangterjadi dalam satu sekon, disimbolkan denganhuruf "f" (Putri dan Harmadi,
3.1 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Alat dan Bahan yang digunakan pada praktikum getaran selaras pada pega
dan ayunan sederhana adalah sebagai berikut :
seimbang.
alat statif.
dynamometer, sehingga dynamometer pada keadaan yang stabil.
lain-lain.
mendistribusikan gaya sebgai pemberat pembatas gaya dan pengukur.
nantinya diikatkan pada dynamometer.
garis lurus.
3. 2. 2 Diagram Alir Getaran Selaras Pada Ayunan Sederhana
Disusunlah peralatan seperti pada gambar desain eksperimen
Diberi simpangan sejauh ± 5 cm, kemudian beban dilepaskan dan
dihitung waktu yang dibutuhkan untuk berayun sebanyak 10 getaran.
Dipotonglah tali nilon sepanjang 60 cm kemudian diikatkan beban pada
ujung nilon, sementara ujung yang lain diikatkan pada statif.
Gantungkan sistem tali-beban pada statif dengan panjang 10 cm
Diulangi langkah ke 4 sebanyak 5 kali dan hasilnay dicatat pada Tabel
Mulai
Diulangi langkah ke 3-5 untuk panjang tali 20 cm, 30 cm, dan 40 cm
3.3.1 Variabel Eksperimen
3.3.1 Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi, menjelaskan, dan
menerangkan variabel lainnya. Pada praktikum kali ini variabel bebasnya pada
getaran selaras pada sistem pegas-massa yaitu simpangan dan massa, pada
sedangkan getaran selaras pada ayunan sederhana (pendulum) yaitu panjang tali.
3.3.2 Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi variabel lainnya tetapi
tidak memiliki kemampuan untuk mempengaruhi variabel lain. Pada praktikum kali
ini variabel terikatnya adalah waktu.
3.3.3 Variabel Kontrol
Variabel kontrol yaitu variabel yang dikendalikan sehingga mamu
mempengaruhi variabel lain. Pada praktikum kali ini variabel kontrolnya adalah
jumlah getaran.
3.4 Metode analisis Data
3.2.1 Rumus
Rumus yang digunakan untuk penyelesaian atau pengolah data adalah sebagai
berikut :
Menentukan Periode (T)
t
n
Menentukan kontanta (k)
𝑉 = m4𝜋
2
2
atau 𝑉 = m( 2 𝜋T
2
Menentukan nilai gravitasi (g)
g = 4 𝜋
2
2
3.3.2 Tabel data pengamatan
1. Getaran selaras pada sistem pegas massa
y (simpangan) : 2 cm
No.
50g 100 g 150g
n (getaran) t (detik) n (getaran) t (detik) n (getaran) t (detik)
y (simpangan) : 3 cm
No. 50g 100 g 150g
n (getaran) t (detik) n (getaran) t (detik) n (getaran) t (detik)
2. Getaran selaras pada ayunan
m
b
: 50 g
y : 5 cm
No. 10
(cm)
(cm
(cm)
40 (cm)
n
(getaran)
t
(detik)
n
(getaran)
t
(detik)
n
(getaran)
t
(detik)
n
(getaran)
t
(detik)
Hasil yang diperoleh dari praktikum massa jenis dan spesific Gravity antara lain
sebagai berikut:
Tabel 4.1 Getaran selaras pada sistem pegas massa
n (getaran) t (detik)
1 10 5.71 1.751313485 0.571 3457.
2 10 6.01 1.664 0.601 3284.
3 10 4.5 2.222 0.45 4386.
4 10 4.76 2.101 0.476 4146.
5 10 4.6 2.174 0.46 4291.
n (getaran) t (detik)
1 10 7.23 1.383 0.723 5460.
2 10 6.56 1.524 0.656 6018.
3 10 5.86 1.706 0.586 6736.
4 10 6.99 1.431 0.699 5647.
5 10 7.17 1.395 0.717 5506.
n (getaran) t (detik)
10 9.37 1.067 0.937 4213.
10 8.92 1.121 0.892 4425.
10 9.1 1.099 0.91 4338.
10 9.03 1.107 0.903 4371.
10 8.96 1.116 0.896 4406.
1
4351.1 84.0 0.019 1 2.
No
No
150g
f T k
100g
f T k
∆ k I% K% AP
5873.8 529.87 0.
͞ k ∆ k I%
K% AP
͞ k
K%
1
AP
No f T
50g
k ∆ k
I%
͞ k
No.
n (getaran) t (detik)
1 10 4.54 2.203 0.454 4347.
2 10 5.09 1.965 0.509 3878.
3 10 5.24 1.908 0.524 3767.
4 10 4.68 2.137 0.468 4217.
5 10 4.68 2.137 0.468 4217.
No.
n (getaran) t (detik)
1 10
1.326 0.754 5235.
2 10
1.427 0.701 5631.
3 10
1.458 0.686 5754.
4 10
1.468 0.681 5797.
5 10
1.439 0.695 5680.
No.
n (getaran) t (detik)
1 10 9.4 1.064 0.94 6299.
2 10 8.43 1.186 0.843 7024.
3 10 8.85 1.130 0.885 6691.
4 10 8.82 1.134 0.882 6714.
5 10 8.95 1.117 0.895 6616.
AP
5620.0 224.1 0.040 1 2.
∆ k I%
K% AP
6669.2 258.89 0.039 1 2.
150g
f T k ͞ k
100g
f T k ͞ k
∆ k I%
K% AP
4085.7 249.14 0.061 1 2.
50g
f T k ͞ k
∆ k I%
K%
menentukan massa suatu benda dapat dilakukan dengan menimbang benda tersebut
dengan skala yang sesuai. Sedangkan Berat jenis adalah perbandingan berat bahan
terhadap berat udara volumenya sama dengan bahannya. Gravitasi spesifik (berat
jenis) menunjukkan Kepadatan massa dipengaruhi oleh gravitasi. Gravitasi Spesifik
juga perbandingan massa jenis dua fluida. Cairan yang biasa digunakan sebagai
perbandingannya adalah air (sari, 2013).
Praktikum Massa Jenis dan Specific Gravity Zat ini kita dapat menentukan
massa jenis air dengan menggunakan hukum archimedes dan specific gravity
dengan menggunakan hukum archimedes. Pada percobaan kali ini kita mengetahui
bagaimana perbandingan nilai massa jenis cairan yang digunakan dan bagaimana
perbandingan nilai specific gravity benda tenggelam dan mengapung serta kita
mengetahui karakteristik benda tenggelam dan terapung yang ditinjau dari specific
gravity nya.
Percobaan pertama yaitu menentukan massa jenis zat cair. Percobaan ini
menggunakan alumunium sebagai benda untuk diamati. Langkah pertama yang
dilakukan yaitu menimbang massa alumunium di udara. Setelah menimbang massa
alumunium di udara nantinya akan di timbang lagi ke dalam beberapa macam zat
cair diantaranya yaitu minyak goreng, aquades, dan oli. Agar hasil dari
penimbangan alumunium di udara dan penimbangan alumunium ke dalam beberapa
zat cair akurat, maka dilakukan penimbangan sebanyak 3 kali. Pada penimbangan
pertama alumunium di udara sebanyak 3 kali penimbangan didapatkan massanya
20 gram dan di minyak goreng didapatkan massanya 13 gram. Lalu pada
penimbangan kedua alumunium di udara sebanyak 3 kali penimbangan didapatkan
massanya 19 gram dan di aquades didapatkan massanya 11 gram. Dan pada
penimbangan ketiga alumunium di udara sebanyak 3 kali penimbangan didapatkan
massanya 20 gram dan di oli didapatkan massanya 14,4 gram. Dari percobaan
tersebut dapat disimpulkan bahwa massa benda di udara lebih besar nilainya
daripada massa benda di dalam zat cair. Hal ini dikarenakan ketika benda berada
diudara, tidak ada gaya apapun yang mengakibatkan massa dan benda tersebut naik
ataupun turun. Gaya yang ada hanyalah gaya gravitasi yang tidak mempunyai
pengaruh apapun terhadap massa suatu benda. Sedangkan ketika benda dimasukkan
kedalam zat cair, massa benda menjadi lebih ringan. Hal ini dikarenakan adanya
gaya dorong ke atas didalam zat cair
Percobaan kedua yaitu menentukan specific gravity zat padat yang tenggelam
dalam air. Percobaan ini menggunakan alumunium, kayu, dan kuningan sebagai zat
padat yang akan diamati specific gravity nya. Pada penimbangan pertama
ditimbang alumunium di udara sebanyak 3 kali dan didapatkan massanya 20 gram
dan di air didapatkan massanya 12,5 gram. Lalu pada penimbangan kedua
ditimbang kayu di udara sebanyak 3 kali dan didapatkan massanya 10 gram dan di
air didapatkan massanya 0.8 gram. Dan pada penimbangan ketiga ditimbang
kuningan di udara sebanyak 3 kali dan didapatkan massanya 61,5 gram dan di air
didapatkan massanya 51,5 gram. Dari percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa
massa kuningan lebih besar daripada alumunium dan kayu. Hal ini menyebabkan
kuningan lebih mudah tenggelam meskipun terdapat gaya dorong ke atas di dalam
zat cair karena massa kuningan lebih besar daripada massa jenisnya. Sedangkan
pada kayu tidak dapat tenggelam karena kayu memiliki massa yang sangat ringan
sehingga ketika dimasukkan ke dalam zat cair, gaya dorong ke atas zat cairnya lebih
besar dibandingkan massa kayu tersebut. Hal ini menyebabkan kayu tidak dapat
tenggelam ataupun melayang di dalam zat cair melainkan hanya terapung diatas
permukaan zat cair.
Percobaan ketiga yaitu menentukan specific gravity zat padat yang terapung
dalam air. Percobaan ini menggunakan kayu sebagai benda yang akan diamati. Pada
percobaan ketiga ini alumunium dan kuningan ditimbang bersamaan dengan kayu
di udara maupun zat cair. Perlakuan tersebut menyebabkan alumunium yang
ditimbang dalam zat cair tidak dapat tenggelam karena terdapat kayu yang
ditimbang bersamaa dengan alumunium. Begitupun dengan kuningan, kuningan
tidak dapat tenggelam sempurna jika ditimbang bersamaan dengan kayu. Hal ini
disebabkan karena kayu memiliki massa yang ringan dan massa jenisnnya lebih
kecil dibanding massa jenis air. Dari percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa
daripada ditenggelamkan dalam oli dan air. Sebagai bukti jika massa jenis minyak
lebih kecil daripada air yaitu apalabila minyak goreng dicampurakan ke dalam air
maka minyak goreng akan mengapung di permukaan air hal ini disebabkan karena
massa jenis minyak goreng lebih kecil daripada massa jenis air. Perbandingan
specific gravity untuk benda yang tenggelam dan terapung dapat ditentukan dengan
menggunakan alumunium, kayu, dan kuningan. Pada percobaan ini didapatkan
specific gravity dari alumunium, kayu, dan kuningan berbeda. Specific gravity
kuningan lebih besar daripada alumunium dan kayu.
5.2 Saran
Saran untuk praktikum kali ini Saran dari praktikum ini sebelum kita
memulai acara kegiatan praktikum, hendaknya praktikan membaca modul materi
praktikum yang telah disiapkan, agar nilai yang didapat oleh praktikan saat
diadakannya pretest bisa memperoleh nilai yang maksimal. Pada saat menganalisis
data hendaknya ditinjau kembali saat akan disajikan pada laporan praktikum.
Praktikan juga harus lebih memperhatikan saran dari kakak asisten praktikum, agar
laporan yang dikerjakan menjadi maksimal.Jika terjadi hal yang tidak diketahui
oleh pratikan sebaiknya bertanya kepada asisten dan menjalankan setiap instruksi
yang diberikan asisten agar praktikum berjalan dengan lancar.
Apriliana, P., A. Supriyanto., dan A. Surtono. 2017. Rancang-bangun Alat Ukur
Pati Ubi Kayu Menggunakan Loadcell dan Arduino Berdasarkan Metode
Specific Gravity. Lampung : Jurnal Penilitian Sains , 2(3), 23-25.
Asraf, A. 2020. Fisika Dasar untuk Sains dan Terknik. Jakarta : Bumi Aksara
Sari, D.P. 2013. Uji coba pembelajaran ipa dengan lks sebagai penunjangvmedia
virtual phet untuk melatih keterampilan proses pada materi hukum
Archimedes. PENSA E-JURNAL: PENDIDIKAN SAINS. 1(02), 41-44.
Giancoli,D.C.2014_. Fisika. Edisi 7_ .Jakarta.Erlangga.
Kirinto, A. B. 2018. Statika Fluida. Yogyakarta. Gajah Mada University Press.
Prawira, N. B, dan A. Rouf. 2018. Perancangan alat ukur massa jenis zat cair
menggunakan cepat rambat gelombang ultrasonic_. Indonesian journal of_
electronics and instrumentation system (IJEIS). 8(2) : 143
Tripler, P. A. 2013. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid I. Jakarta : Erlangga
Widharyato, A. W. R., H. Setijono, dan G. S. Nirmala. 2013. Rancang bangun sensir
specific gravity pada crude oil menggunakan serat optik plastik_. Jurnal_
Teknik Pomits. 2(2) : 360-365.
Lembar Pengamatan
