Modul Praktikum Ayunan Sederhana

JUDUL PERCOBAAN      : AYUNAN SEDERHANA

        I.            Tujuan : Mengukur percepatan gravitasi bumi menggunakan ayunan

      II.            Dasar Teori:

Ayunan sederhana (simple pendulum) merupakan model yang disempurnakan, terdiri dari sebuah massa titik yang ditahan oleh benang kaku dengan massa yang daibaikan. Jika massa titik ditarik ke salah satu sisi dari posisi kesetimbangannya dan dilepaskan, massa tersebut akan berosilasi di sekitar posisi kesetimbangannya.

Lintasan dari massa titik tidak berupa garis lurus, akan tetapi berupa busur dari  suatu lingkaran dengan jari -jari L yang sama dengan panjangnya tali (Gambar 1). Kita menggunakan x sebagai koordinat kita yang diukur sepanjang busur. Jika geraknya merupakan harmonik sederhana, gaya pemulihnya harus berbanding lurus dengan x atau (karena x = Lθ) dengan θ.

Pada Gambar, gaya pemulih F adalah komponen tangensial dari gaya total :

F = mg sin θ                       (1)

Gaya pemulih diberikan oleh gravitasi. Tegangan tali T hanya bekerja untuk membuat massa titik bergerak dalam busur. Jika sudut θ kecil, sin θ sangat dekat dengan θ dalam radian. Dengan pendekatan semacam ini, maka persamaan (1) menjadi :

                         (2)        

dengan periodenya :              (3)

Medan gravitasi merupakan daerah yang masih mendapat pengaruh gravitasi. Gaya gravitasi bumi yang bekerja pada berada dalam medan gravitasi bumi dapat menimbulkan percepatan gravitasi bumi.

Gaya yang bekerja pada suatu benda di permukaan bumi sama dengan berat benda tersebut, sesuai dengan hukum gravitasi Newton yang menyatakan bahwa “gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa tiap-tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda”. Arah gaya gravitasi selalu sejajar dengan garis hubung kedua benda dan membentuk pasangan gaya aksi-reaksi.

   III.            Alat dan Bahan:

1.       Statif

2.       Stopwatch

3.       Mistar 100 cm

4.       Tali benang 200 cm

5.       Anak timbangan 100 gram, 200 gram, 500 gram.

    IV.            Langkah Kerja:

1.       Gantungkan pada statif, anak timbangan 30 gram dengan tali benang sepanjang 30 cm.

2.       Ayunkan anak timbangkan itu dengan sudut simpangan yang keci (kira-kira 10⁰)

3.       Ukurlah waktu untuk 10 kali ayunan penuh dan catat hasilnya dalam tabel data.

4.       Ulangi kegiatan 1, 2, dan 3 untuk anak timbangan massa tetap panjang tali 40 cm dan 50 cm

      V.            Data Pangamatan:

No	Massa bandul (gram)	Panjang tali l (cm)	Waktu untuk 10 ayunan t (sekon)	Periode T (sekon)	Percepatan gravitasi g = (42l)/T2
1	m1=...	30
2
3
4		40
5
6
7		50
8
9
10	m2=...
11
12
13
14
15
16
17
18

    VI.            Jawablah pertanyaan dibawah ini.

1.       Dari data pengamatan, buatlah grafik hubungan T² terhadap l.

2.       Tentukan besarnya nilai percepatan gravitasi g dari data pengamatan.

3.       Hitunglah percepatan gravitasi rata-rata.

4.       Apakah massa bandul berpengaruh dalam perhitungan percepatan gravitasi? Jelaskan.

 VII.            Kesimpulan:

Tuliskan kesimpulan apa saja yang dapat diperoleh dari percobaan kelompokmu.