View
6
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
i
PENENTUAN KOEFISIEN REDAMAN OSILASI PEGAS DALAM
LARUTAN SIRUP MENGGUNAKAN ANALISIS VIDEO DENGAN
SOFTWARE TRACKER
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Oleh:
GAUDENSIA PRIMARNI SANIT
NIM: 141424050
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
HALAMAN PENGESAHAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Hasil karya dan perjuanganku, dipersembahkan untuk:
Tuhan Yesus Kristus
Orangtua yang tercinta:
Bapak Benediktus Sanit
Mama Yulita Susana Pin
Ketiga adik saya yang tersayang:
Ansgalina Mutiara Sanit
Rostika Celita Sanit
Diana Setia Sanit
Sahabat saya ria cantik, salventien, cintia, grace
Teman-teman Pendidikan Fisika Angkatan 2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak
memuat karya atau bagian karya orang lain kecuali yang telah disebutkan dalam
kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 13 Juli 2018
Penulis,
Gaudensia Primarni Sanit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Gaudensia Primarni Sanit
NIM : 141424050
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
“PENENTUAN KOEFISIEN REDAMAN OSILASI PEGAS DALAM
LARUTAN SIRUP MENGGUNAKAN ANALISIS VIDEO DENGAN
SOFTWARE TRACKER”
Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan hak untuk
menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengolahnya dalam bentuk
pangkalan data, mendistribusikannya secara terbatas dan mempublikasikannya di
internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari
saya maupun memberikan royalty selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis.
Dengan pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal: 13 Juli 2018
Yang menyatakan,
Gaudensia Primarni Sanit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRAK
PENENTUAN KOEFISIEN REDAMAN OSILASI PEGAS DALAM
LARUTAN SIRUP MENGGUNAKAN ANALISIS VIDEO DENGAN
SOFTWARE TRACKER
Telah dilakukan penelitian untuk menunjukkan peristiwa redaman osilasi
pegas. Peristiwa redaman diamati pada bola yang tergantung pada pegas yang
berosilasi dalam larutan sirup dengan berbagai konsentrasi. Untuk menunjukkan
peristiwa osilasi teredam pada pegas direkam menggunakan handycam yang
hasilnya kemudian dianalisis menggunakan software Tracker. Penelitian bertujuan
untuk mengetahui pengaruh konsentrasi larutan sirup terhadap redaman osilasi
pegas. Redaman osilasi pegas ditunjukkan oleh besarnya nilai koefisien redaman.
Nilai koefisien redaman untuk konsentrasi 0 g/mL; 0,02 g/mL; 0,04 g/mL; 0,06
g/mL; 0,08 g/mL; dan 0,1 g/mL secara berurut yaitu kg/s;
kg/s; kg/s; kg/s;
kg/s; dan kg/s. Penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi
larutan sirup mempengaruhi redaman pada osilasi pegas-bola.
Kata kunci: osilasi teredam, tracker, fluida, redaman.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
DETERMINING SPRING’S DAMPING OSCILLATION COEFFICIENT
IN SYRUP LIQUID THROUGH VIDEO ANALYSIS
BY USING TRACKER SOFTWARE
This study was conducted to show the process of damping oscillation of a
spring. The damping process was seen through a ball hung in a spring that was
oscillated in syrup liquid with many concentrations. Handycam was used to
record the spring’s damping oscillation process for further to be analyzed by
using Tracker software. This research aims to know the influence of the syrup
liquid concentrations towards the damping oscillation of a spring. It was shown
by the number of the damping coefficient value. The damping coefficient value for
concentrations 0 g/mL; 0,02 g/mL; 0,04 g/mL; 0,06 g/mL; 0,08 g/mL; and 0,1
g/mL in a row are kg/s; kg/s;
kg/s; kg/s; kg/s; and kg/s. This
research shows that the concentration of the syrup liquid affects the damping
coefficient in a spring-ball’s oscillation.
Keywords: damped oscillation, tracker, fluid, damping
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan anugerah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul “PENENTUAN KOEFISIEN REDAMAN OSILASI PEGAS
DALAM LARUTAN SIRUP MENGGUNAKAN METODE ANALISIS
VIDEO DENGAN SOFTWARE TRACKER” dengan baik. Skripsi ini diajukan
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan Fisika pada
Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu
penulis baik berupa waktu, tenaga, bimbingan, motivasi dan saran yang penulis
butuhkan dalam penyelesaian skripsi ini.
Dengan selesainya skripsi ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada:
1. Bapak Albertus Hariwangsa Panuluh, M.Sc, selaku dosen pembimbing yang
telah memberikan bimbingan, motivasi dan arahan,
2. Bapak Dr. Ignatius Edi Santosa, M.S. selaku Kepala Program Studi
Pendidikan Fisika yang selalu memantau perkembangan skripsi,
3. Bapak Dr. Yohanes Harsoyo, S.Pd, M.Si selaku Dekan Fakultas Keguruan
dan Ilmu Pendidikan,
4. Bapak Drs. Aufridus Atmadi, selaku Dosen Pembimbing Akademik yang
selalu memantau perkembangan penulisan skripsi mahasiswa-
mahasiswinya,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
5. Bapak Drs. Domi severinus, M.Si dan Ibu Dwi Nugraheni Rositawati, M.Si
selaku dosen penguji,
6. Seluruh Dosen Pendidikan Fisika yang telah membimbing dan memberikan
banyak ilmu dalam perkuliahan selama kurang lebih 4 tahun ini,
7. Bapak Petrus Ngadiono, selaku petugas laboratorium Fisika Universitas
Sanata Dharma yang telah membantu mempersiapkan peralatan penelitian,
8. Bapak Agus selaku petugas Microteaching yang menyediakan kamera
dalam penelitian,
9. Orangtua saya yang tercinta, Bapak Benediktus Sanit dan Ibu Yulita Susana
Pin yang selalu mendoakan, memberi semangat dan memantau
perkembangan penyusunan skripsi,
10. Adik saya Alin Sanit, Icha Sanit, dan Diana Sanit yang juga selalu
memberikan semangat dan dukungan dalam menyelesaikan studi,
11. Sahabat-sahabat saya yang tercinta (TSG) Ria Cantik, Salven Noni, Tian,
Grace, Ipen, Ria Manuk, Feby, Talenta, Arlin Sulu, yang selalu mendukung
dan memberi motivasi dalam menyelesaikan skripsi.
12. Teman-teman seperjuangan Yolan dan Margaret selaku rekan-rekan satu
bimbingan yang selalu membantu dan saling memberikan masukkan
maupun saran,
13. Teman setia Junior Kondo yang membantu penulis dalam mencari alat
penelitian,
14. Srikandi Squad (Echa, Meysi, Dea) yang selama kurang lebih 4 tahun saling
berbagi kenangan, memotivasi dan mendukung penyelesaian skripsi saya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
15. Teman-teman Pendidikan Fisika 2014 yang selama kurang lebih 4 tahun ini
memberikan banyak kenangan, selalu saling mendukung dan memberikan
semangat untuk menyelesaikan penyusunan skripsi,
16. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu penulis selama menyelesaikan studi dan menyelesaikan skripsi
ini.
Penulis menyadari bahwa penelitian skripsi ini belum mencapai tahap yang
sempurna. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun akan diterima dengan
senang hati, penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi pembaca.
Yogyakarta, 13 Juli 2018
Penulis,
Gaudensia Primarni Sanit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................................. iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................................... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................... vi
ABSTRAK .................................................................................................................. vii
ABSTRACT ................................................................................................................. viii
KATA PENGANTAR ................................................................................................. ix
DAFTAR ISI ............................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1
A. Latar Belakang .................................................................................................. 1
B. Rumusan Masalah ............................................................................................. 5
C. Batasan Masalah................................................................................................ 5
D. Tujuan Penelitian .............................................................................................. 5
E. Manfaat Penelitian ............................................................................................ 5
F. Sistematika Penulisan ....................................................................................... 6
BAB II DASAR TEORI ............................................................................................... 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
A. FLUIDA ............................................................................................................ 7
B. OSILASI ......................................................................................................... 10
C. OSILASI TEREDAM ..................................................................................... 13
BAB III METODE PENELITIAN............................................................................. 19
A. Persiapan Alat ................................................................................................. 19
B. Menentukan Diameter dan Massa Bola .......................................................... 21
C. Menentukan Konstanta Pegas ......................................................................... 22
D. Menentukan koefisien Redaman Osilasi Pegas-bola pada Larutan Sirup ....... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 31
A. Hasil ................................................................................................................ 31
1. Menentukan Diameter dan Massa Bola ........................................................ 31
2. Menentukan Konstanta Pegas ....................................................................... 33
3. Menentukan Konsentrasi Larutan Sirup ....................................................... 35
4. Menentukan Koefisien Redaman Osilasi Pegas-Bola Menggunakan
Video Analisis Dengan Aplikasi Tracker ..................................................... 36
B. Pembahasan ..................................................................................................... 42
BAB V PENUTUP ..................................................................................................... 51
A. Kesimpulan ..................................................................................................... 51
B. Saran ................................................................................................................ 52
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
LAMPIRAN ................................................................................................................ 55
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Gaya yang bekerja pada benda dalam suatu zat cair ........................ 9
Gambar 2.2. Gerak Harmonik sederhana pada pegas .......................................... 10
Gambar 2.3. Gambar simpangan terhadap waktu untuk osilasi yang teredam.... 13
Gambar 2.4. Gambar getaran dengan redaman kecil, redaman kritis, dan redaman
lebih ................................................................................................. 17
Gambar 3.1. Sketsa Rangkaian Alat Penelitian ................................................... 23
Gambar 3.2. Tampilan awal saat membuka file video ........................................ 24
Gambar 3.3. Ikon “calibration stick” untuk menampilkan ukuran sebenarnya. . 25
Gambar 3.4. Ikon “track” untuk menampilkan sumbu koordinat ....................... 25
Gambar 3.5. Ikon “track-new-point mass” untuk menampilkan titik posisi
perpindahan bola terhadap waktu. ................................................... 26
Gambar 3.6. Tampilan untuk mengatur awal dan akhir analisis. ........................ 26
Gambar 3.7. Tampilan saat menganti sumbu x menjadi sumbu y ....................... 27
Gambar 3.8. Tampilan saat menganalisis posisi bola secara otomatis. ............... 27
Gambar 3.9. Tampilan saat memulai analisis video ............................................ 28
Gambar 3.10. Tampilan hasil analisis video........................................................ 28
Gambar 3.11. Tampilan untuk fitting data .......................................................... 29
Gambar 4.1. Grafik hasil analisis nilai konstanta pegas untuk massa 122,1 gram
....................................................................................................... 33
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Posisi terhadap waktu untuk massa 122,1 gram
pada air tanpa larutan sirup .............................................................. 37
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Posisi Terhadap Waktu untuk massa 94,2 gram
pada air tanpa larutan sirup. ............................................................. 38
Gambar 4.4. Grafik Hubungan Konsentrasi larutan sirup terhadap Koefisien
Redaman rata-rata ............................................................................ 48
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Diameter Bola ........................................................ 31
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Massa bola ............................................................. 32
Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Nilai Konstanta Pegas ............................................ 34
Tabel 4.4. Koefisien Redaman Osilasi Pegas pada air tanpa larutan sirup dan
Larutan dengan berbagai konsentrasi larutan sirup ............................ 40
Tabel 4.5. Tabel hasil analisis koefisien redaman pada setiap konsentrasi larutan
sirup .................................................................................................... 41
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 ...................................................................................................... 55
Tabel pengukuran diameter bola dan ketidakpastian pengukuran diameter bola . 55
LAMPIRAN 2 ...................................................................................................... 57
Tabel pengukuran massa bola dan perhitungan ketidakpastian massa bola ......... 57
LAMPIRAN 3 ...................................................................................................... 59
Grafik dan perhitungan konstanta pegas yang digunakan serta perhitungan
ketidakpastian konstanta pegas. ............................................................................ 59
LAMPIRAN 4 ...................................................................................................... 64
Grafik posisi bola (y) terhadap waktu (t) untuk masing-masing konsentrasi larutan
dan ralat untuk koefisien redaman masing-masing konsentrasi. ........................... 64
LAMPIRAN 5 ...................................................................................................... 76
Gambar alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian .................................... 76
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Fluida merupakan zat cair dan gas yang mempunyai bentuk yang
sesuai wadahnya masing-masing. Fluida juga didefinisikan sebagai suatu zat
yang terus menerus berubah bentuk apabila mengalami tegangan geser, pada
umumnya perubahan bentuk pada fluida disebabkan karena fluida tidak
mampu menahan tegangan geser. Adapun bahan-bahan yang yang
menunjukkan karakteristik fluida tergantung dari tingkat tegangan geser yang
dialami. Secara umum, makin besar laju perubahan bentuk fluida, makin
besar pula tegangan geser untuk fluida tersebut. Ukuran untuk menyatakan
hambatan atau ketahanan fluida terhadap perubahan bentuk adalah viskositas
atau kekentalan (Olson & Wright, 1993).
Osilasi merupakan gerak yang bersifat periodik. Sebagai contoh
sistem osilasi pada pegas-benda dimana sebuah benda yang bermassa
digantung pada pegas, apabila benda disimpangkan dari kedudukan
setimbangnya dan melepaskannya, benda itu akan berosilasi bolak-balik
disekitar kedudukan setimbang. Sistem osilasi bolak balik secara periodik ini
sering disebut gerak harmonik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Sistem osilasi tidak selalu benda bergerak secara periodik tetapi benda
akan berhenti berosilasi pada selang waktu tertentu. Faktor yang
menyebabkan osilasi tidak selalu periodik ini disebut faktor redaman. Dalam
sistem osilasi terdapat beberapa faktor yang dapat menyebabkan osilasi
teredam, diantaranya gesekan udara, medan magnet dan viskositas. Redaman
dalam sistem osilasi ini diakibatkan penurunan amplitudo yang merupakan
hilangnya energi. Salah satu faktor yang mempengaruhi hilangnya energi atau
redaman ini yaitu viskositas atau kekentalan. Redaman yang disebabkan
viskositas ini disebut redaman viskous (Vierck, 1995; Karyasa, 2011).
Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk menentukan nilai
koefisien redaman. Peristiwa redaman diamati pada glider bermagnet yang
bergerak diatas air track yang bersifat konduktor. Penelitian ini
memanfaatkan aplikasi LoggerPro untuk menganalisis data. Alat-alat yang
digunakan kamera untuk merekam video, glider sebagai kereta untuk tempat
magnet, air track sebagai lintasan gerak magnet dan blower untuk memompa
angin masuk dalam air track. Penelitian ini membutuhkan banyak magnet
jika ingin mengamati adanya peristiwa redaman. Karena semakin banyak
jumlah magnet maka percepatan gerak glider bermagnet semakin kecil karena
gaya redaman magnet yang semakin besar (Suharyanti, 2016).
Penelitian lainnya yaitu mengenai redaman pada sistem osilasi pegas-
benda dengan massa yang berkurang secara kontinyu. Redaman memiliki
gaya redaman yang berbanding lurus dengan kecepatan dan berbanding lurus
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
dengan kuadrat kecepatan benda. Penelitian ini memanfaatkan software
LoggerPro dan juga sensor gaya (Oey, 2016).
Penelitian sebelumnya yaitu pengukuran koefisien redaman pada
sistem osilasi pegas-magnet dan kumparan menggunakan video. Penelitian ini
menggunakan software LoggerPro untuk membantu proses analisis.
Penelitian ini menunjukkan bahwa gaya magnetik mempengaruhi redaman
pada sistem osilasi pegas magnet dan kumparan. Penelitian ini membutuhkan
kumparan dengan jumlah lilitan 100 sampai 500 lilitan (Erwiastuti, 2015).
Dengan perkembangan teknologi, penelitian dapat memanfaatkan
berbagai teknologi yang berkembang. Salah satunya yaitu penggunaan video
yang direkam menggunakan handycam, kamera digital, ataupun kamera
smartphone. Dari hasil rekaman dapat diperoleh video yang menggambarkan
proses terjadinya suatu peristiwa. Dengan kemajuan teknologi sekarang
analisis dipermudah dengan beberapa perangkat lunak (software). Salah
satunya yaitu software Tracker yang dirancang dalam kerangka aplikasi Java
oleh Open Source Physics Project (Oktova, 2013).
Penelitian sebelumnya yang memanfaatkan software Tracker yaitu
penelitian untuk menentukan koefisien viskositas air pada suhu kamar dengan
mengamati getaran teredam sebuah bola dalam air. Analisis matematis
dilakukan dengan menggunakan hukum Landau-Lifshitz, yang merupakan
generalisasi hukum Stokes. Pengamatan osilasi teredam bola menggunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
video yang kemudian dianalisis menggunakan software Tracker. Alat yang
digunakan dalam penelitian ini yaitu pegas, bola, kamera untuk merekam
osilasi bola dalam air, dan gelas beker. Osilasi pegas-bola dalam air semakin
mudah diamati dengan merekam osilasi bola menggunakan kamera kemudian
menganalisis menggunakan software tracker (Oktova, 2013).
Penelitian ini menggunakan sirup sebagai bahan larutan. Sirup
didefinisikan sebagai larutan gula pekat dengan atau tanpa penambahan bahan
tambahan makanan yang diijinkan. Sirup saat di konsusmsi harus diencerkan
terlebih dahulu karena kandungan gulanya yang cukup tinggi dan sifatnya
yang viskos. Sirup yang baik memiliki sifat yang viskos dan tidak mengalami
kristalisasi selama penyimpanan. Sifat kekentalan sirup juga sangat
dipengaruhi oleh pemanasan (Hidayat, dkk, 2017).
Berdasarkan uraian diatas, penelitian ini dilakukan dengan tujuan
menentukan koefisien redaman osilasi pegas dalam larutan sirup dengan
metode analisis video menggunakan software Tracker. Penentuan koefisien
redaman pada larutan sirup ini dilakukan pada suhu kamar dengan getaran
pegas yang teredam. Redaman yang diamati dalam larutan sirup bertujuan
untuk mengetahui pengaruh viskositas larutan terhadap koefisien redaman.
Penggunaan konsentrasi larutan sirup ini dengan memperhatikan faktor
kesehatan agar baik untuk dikonsumsi. Getaran pegas yang teredam ini dapat
diamati dengan mudah dengan menggunakan video yang kemudian dianalisis
menggunakan software tracker. Software Tracker yang digunakan juga lebih
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
mudah diperoleh karena gratis sehingga dapat membantu pembelajaran gerak
harmonik sederhana dikelas.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimana cara menentukan koefisien redaman osilasi pegas dalam
larutan sirup menggunakan metode analisis video tracker?
2. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan sirup terhadap koefisien
redaman osilasi pegas?
C. Batasan Masalah
1. Sirup yang digunakan hanya 1 merek dengan variasi konsentrasi sebanyak
5 kali.
2. Pegas yang digunakan dengan konstanta tertentu.
D. Tujuan Penelitian
1. Menentukan koefisien redaman osilasi pegas dalam larutan sirup
menggunakan metode analisis video tracker
2. Menentukan pengaruh konsentrasi larutan sirup terhadap koefisien
redaman osilasi pegas
E. Manfaat Penelitian
1. Bagi peneliti
- Mengetahui cara menentukan koefisien redaman dalam zat cair
- Mengetahui cara menggunakan analisis video tracker untuk
menentukan koefisien redaman dalam zat air.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
2. Bagi pembaca
- Mengetahui cara menentukan koefisien redaman dalam zat cair
dengan metode analisis video.
- Mengetahui cara menganalisis data menggunakan aplikasi tracker.
F. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam skripsi adalah sebagai berikut:
1. BAB I Pendahuluan
BAB I ini akan mengarah pada latar belakang penelitian, tujuan penelitian,
rumusan masalah, batasan masalah dalam penelitian ini, manfaat
penelitian dan sistematika penulisan.
2. BAB II Dasar Teori
BAB II akan menunjukkan teori yang digunakan dalam penelitian ini.
BAB II ini berisi teori yaitu Fluida, Osilasi dan Osilasi Teredam.
3. BAB III Metode Penelitian
BAB III mengarahkan prosedur penelitian yang digunakan serta
bagaimana cara menganalisis data yang telah diperoleh.
4. BAB IV Hasil dan Pembahasan
BAB IV menyajikan data yang telah diperoleh serta membahas data yang
telah dianalisis.
5. BAB V Penutup
BAB V berisi kesimpulan dan saran untuk penelitian selanjutnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
BAB II
DASAR TEORI
A. FLUIDA
Fluida didefinisikan sebagai zat yang terus-menerus berubah bentuk
apabila dipengaruhi suatu tegangan geser. Tegangan geser ini bekerja pada
sebuah permukaan. Umumnya, makin besar laju perubahan bentuk fluida
makin besar pula tegangan geser pada fluida tersebut. Pada cairan seperti air,
minyak dan udara memenuhi definisi fluida dimana zat-zat tersebut akan
mengalir apabila adanya sebuah tegangan geser yang bekerja. Definisi fluida
ini menyiratkan bahwa tegangan geser hanya ada bila sebuah fluida sedang
mengalami perubahan bentuk (Olson & Wright, 1993).
Semua fluida mempunyai sifat-sifat atau karakteristik yang penting
diantaranya kerapatan, kompresibilitas, kapilaritas, dan tekanan uap.
Beberapa sifat ini biasanya dimiliki fluida yang dalam keadaan diam. Namun
fluida yang dalam keadaan bergerak masih ada sifat yang lebih penting yaitu
viskositas atau kekentalan (Olson & Wright, 1993).
Sifat fluida dalam keadaan diam ini didefinisikan sebagai berikut,
kerapatan fluida (fluid density) merupakan ukuran untuk konsentrasi zat yang
dinyatakan dalam massa per satuan volume, sifat ini ditentukan dengan cara
menghitung massa zat yang terkandung dalam suatu bagian tertentu terhadap
volume bagian tersebut, sifat lain yaitu kompresibilitas atau elastisitas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Fluida dapat mengalami perubahan bentuk akibat geseran viskous (viscous
shear) atau kompresi (pemampatan) oleh suatu tekanan dari luar yang bekerja
terhadap suatu volume fluida, tegangan permukaan dan kapilaritas. Sifat
tegangan permukaan terjadi akibat perbedaan tarik-menarik timbal-balik
antara molekul-molekul zat cair dekat permukaan dan molekul-molekul yang
terletak agak lebih jauh dari permukaan dalam massa zat cair yang sama,
tegangan permukaan dinyatakan dengan energi per satuan luas permukaan
atau gaya per satuan panjang. Akibat dari tegangan permukaan ialah gejala
kapilaritas yaitu naik dan turunnya kolom zat cair dalam sebuah pipa kecil.
Sifat berikutnya yaitu tekanan uap, tekanan uap merupakan fungsi suhu.
Tekanan uap mempunyai peran dalam pembentukan rongga-rongga uap
didaerah bertekanan rendah dalam zat cair (Olson & Wright, 1993).
Viskositas merupakan sifat fluida dalam keadaan bergerak. Viskositas
didefinisikan sebagai ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap perubahan
bentuk. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan
bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus
dengan viskositas (Streeter & Wylie, 1999).
Sifat viskositas yang dimiliki fluida dipengaruhi oleh perubahan suhu.
Viskositas gas yang bertambah dengan naiknya suhu karena makin besarnya
aktivitas molekuler ketika suhu meningkat. Pada zat cair, jarak antara
molekul jauh lebih kecil dibandingkan pada gas, sehingga kohesi molekuler
sangat kuat. Peningkatan suhu dapat mengurangi kohesi molekuler yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
diwujudkan berupa berkurangnya viskositas suatu fluida (Olson & Wright,
1993).
Apabila sebuah bola berjari-jari R bergerak dengan kelajuan v dalam
sebuah medium dengan viskositas η lihat pada gambar 2.1 akan mengalami
gaya gesek sebesar Hukum Stokes:
Gambar 2.1. Gaya yang bekerja pada benda dalam suatu zat cair
(2.1)
dengan:
sehingga,
(2.2)
(2.3)
dengan, adalah gaya gesek, koefisien viskositas, dan b koefisien redaman.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
B. OSILASI
Osilasi terjadi bila sebuah sistem diganggu dari posisi kesetimbangan
stabilnya. Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah gerak
tersebut bersifat periodik atau berulang-ulang. Gerak gelombang erat
kaitannya dengan gerak osilasi. Sistem yang bergetar menghasilkan osilasi
pada molekul udara sekitarnya dan osilasi menjalar melalui beberapa medium
yaitu udara, air atau zat padat (Tipler, 1998).
Salah satu gerak osilasi yang sering ditemui adalah gerak harmonik
sederhana. Salah satu contoh yang menunjukkan gejala gerak harmonik
sederhana adalah sebuah benda yang tertambat ke sebuah pegas seperti pada
gambar 2.2
Gambar 2.2. Gerak Harmonik sederhana pada pegas
(sumber: http://ddoor.weebly.com/fisika/gerak-osilasi-pada-pegas-gerak-harmonik-sederhana)
Pada keadaan setimbang pegas tidak mengerjakan gaya pada benda.
Apabila benda disimpangkan sejauh x dari kedudukan setimbangnya, pegas
mengerjakan gaya yang diberikan Hukum Hooke sebesar:
(2.4)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Tanda negatif pada Hukum Hooke timbul karena gaya pegas ini
berlawanan arah dengan simpangan. Dengan menggunakan Hukum kedua
Newton, maka persamaan (2.4) dapat ditulis sebagai berikut:
(2.5)
(2.6)
(2.7)
(
)
(2.8)
dengan, √
(2.9)
(2.10)
Percepatan berbanding lurus dan arahnya berlawanan dengan
simpangan. Hal ini merupakan karakteristik umum gerak harmonik
sederhana. Jika menyimpangkan suatu benda dari sistem kesetimbangannya
dan melepaskannya, benda tersebut akan berosilasi bolak-balik disekitar
kedudukan setimbangnya. Waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan
satu osilasi penuh disebut Periode (T). Satu per periode disebut frekuensi f,
yang merupakan banyaknya osilasi setiap detik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
(2.11)
Penyelesaian untuk persamaan (2.10) untuk persamaan posisi terhadap waktu
dalam Gerak Harmonik Sederhana dinyatakan dalam persamaan:
dengan:
(2.12)
(2.13)
Apabila membandingkan persamaan (
) untuk massa pegas
dimana merupakan penyelesaian dari
= - (k/m)
jika frekuensi sudut ω berhubungan dengan konstanta pegas k dan massa m
melalui:
(2.14)
Frekuensi dan periode massa pada pegas dengan demikian berhubungan ke
konstanta gaya k dan massa m melalui persamaan:
√
(2.15)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
√
(2.16)
Persamaan simpangan x, kecepatan v, dan percepatan a terhadap waktu dapat
dituliskan dalam persamaan:
(2.17)
(2.18)
(2.19)
C. OSILASI TEREDAM
Pada semua gerak osilasi energi mekanik terdisipasi karena adanya
suatu gaya gesekan. Bila dibiarkan saja maka pegas atau bandul akhirnya
akan berhenti berosilasi. Bila energi mekanik gerak osilasi berkurang
terhadap waktu gerak dapat dikatakan teredam. Jika faktor redaman kecil,
amplitudo berkurang secara lambat terhadap waktu seperti yang ditunjukkan
pada gambar 2.3 (Tipler, 1998).
Gambar 2.3. Gambar simpangan terhadap waktu untuk osilasi yang teredam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Persamaan paling sederhana untuk gaya hambat yaitu gaya hambat
berbanding lurus dengan kecepatan benda namun arahnya berlawanan adalah:
(2.20)
dengan b adalah suatu konstanta yang menyatakan besarnya
redaman/hambatan. Gaya hambat selalu berlawanan dengan arah gerak, usaha
yang dilakukan oleh gaya tidak konservatif ini selalu negatif. Gaya hambat ini
menyebabkan energi mekanik sistem berkurang. Hukum kedua Newton yang
diterapkan untuk gerak benda bermassa m pada pegas dengan konstanta gaya
k bila gaya redaman – bv adalah:
(2.21)
(2.22)
(2.23)
(2.24)
dengan, γ
(2.25)
(2.26)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
(2.27)
dengan,
(2.28)
* √ + * √
+ (2.29)
dengan, √ (2.30)
Pada sebuah pegas yang digantungkan sebuah beban berbentuk bola
yang tercelup di dalam cairan, kemudian disimpangkan tanpa kecepatan awal
sehingga terjadi getaran teredam pada arah vertikal, yang untuk selanjutnya
disebut sumbu y. Persamaan gerak bola yang bergetar dapat dicari dengan
Hukum II Newton tentang gerak dan diperoleh persamaan diferensial:
. (2.31)
dengan adalah amplitudo, adalah laju penurunan amplitudo
terhadap waktu secara eksponensial, adalah frekuensi sudut dan adalah
sudut fase. Dari persamaan (2.34) dapat ditulis kembali menjadi:
. (2.32)
dengan,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
(2.33)
dimana, b adalah koefisien redaman, m adalah massa bola, dan B adalah
konstanta yang diperoleh dari fitting.
Tiga kondisi redaman getaran benda secara umum yaitu redaman
kecil, redaman kritis, dan redaman lebih yang ditunjukkan pada gambar (2.4).
ketiga kondisi redaman ini kemudian dijelaskan lebih lanjut yaitu: (Karyasa,
2011).
1) Redaman kecil (Under Damped)
Benda yang mengalami Under damped biasanya melakukan
beberapa osilasis ebelum berhenti. Benda masih melakukan beberapa
getaran sebelum berhenti karena redaman yang dialaminya tidak
terlalu besar. Redaman kecil ini dapat disebut juga redaman subkritis
atau dibawah redaman kritis. Redaman ini terjadi jika q < 0 atau
γ2 < ωo
2.
2) Redaman Kritis (Critical Damped)
Benda yang mengalami critical damped biasanya langsung
berhenti berosilasi (benda langsung kembali ke posisi setimbangnya).
Benda yang langsung berhenti berosilasi ini karena redaman uyang
dialaminya cukup besar. Pada redaman kritis ditandai dengan q = 0
atau γ2 = ωo
2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
3) Redaman lebih (Over Damped)
Over damped mirip seperti critical damped bedanya pada
critical damped benda lebih cepat kembali ke posisi setimbang
sedangkan pada over damped benda lama kembali ke posisi setimbang
karena redaman yang dialami benda sangat besar. Redaman lebih
ditandai dengan q > 0 atau γ2 > ωo
2.
Gambar tiga kondisi redaman ditunjukkan pada gambar (2.4).
Gambar 2.4. Gambar getaran dengan redaman kecil, redaman kritis, dan redaman
lebih
(sumber: Stuart Aitken, China-Based Programmer; Physics Grad.)
Selain menggunakan hukum Stokes ada pula hukum lain yang
membantu untuk menentukan koefisien redaman diantaranya hukum landau
Lifthitz dan koreksi efek dinding (Oktova, 2013).
1) Hukum Landau-Lifthitz
Hukum Landau-Lifthitz memunculkan konsep baru berupa koreksi
kedalaman penetrasi (penetration depth). Dengan hukum Landau-
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Lifthitz maka konstanta dikalikan dengan faktor (1+R/δ).
Sehingga persamaannya dapat dituliskan:
(2.34)
2) Koreksi Efek Dinding
Konstanta kesebandingan dalam Hukum Stokes dikali
dengan faktor (1+ d/2δ), sehingga:
(2.35)
Pada penelitian ini, gerakan benda yang berosilasi dalam suatu larutan
dianalisis menggunakan aplikasi tracker dengan mencocokkan mengikuti
persamaan (2.32). Dari persamaan tersebut akan didapatkan nilai koefisien
redaman dengan mengikuti persamaan (2.33). Dari ketiga pendekatan Hukum
Stokes, Hukum Landau-Lifthitz, dan koreksi efek dinding, penelitian ini
menggunakan pendekatan Hukum Stokes untuk menentukan nilai koefisien
redaman.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
BAB III
METODE PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai koefisien redaman osilasi
pegas dalam larutan sirup dengan menggunakan metode analisis video tracker.
Nilai koefisien redaman osilasi pegas dalam larutan sirup dapat ditentukan dengan
terlebih dahulu merekam video osilasi bola dengan handycam Panasonic 90X.
Dimana bola digantungkan pada pegas dan bola terendam dalam larutan sirup.
Kemudian memindahkan video ke aplikasi tracker untuk dianalisis.
Secara umum penelitian ini dibagi atas beberapa tahap yaitu: tahap
pertama menyiapkan alat dan bahan yang digunakan, tahap kedua mengukur
diameter dan massa bola yang digunakan, tahap ketiga menentukan konstanta
pegas yang digunakan, tahap keempat merekam video getaran bola dalam wadah
berisi larutan sirup dan tahap terakhir menentukan koefisien redaman pada osilasi
pegas-benda yang berada dalam larutan sirup dengan menggunakan aplikasi
Tracker.
A. Persiapan Alat
Dalam penelitian menentukan koefisien redaman osilasi pegas-benda dalam
larutan sirup ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan. Alat dan bahan yang
digunakan adalah sebagai berikut:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
1. Pegas
Pegas yang digunakan merupakan pegas yang telah ditentukan terlebih
dahulu dengan nilai konstanta pegas yang belum diketahui.
2. Bola
Dua buah bola yang digunakan memiliki massa dan diameter yang
berbeda-beda. Bola yang digunakan juga merupakan bola pejal yang
terbuat dari besi.
3. Jangka sorong
Jangka sorong yang digunakan untuk mengukur diameter bola dengan
ketelitian 0,02 cm.
4. Gelas Beker
Gelas Beker berguna sebagai wadah untuk larutan sirup. Gelas Beker
yang digunakan bervolume 1000 mL.
5. Neraca Ohaus
Neraca Ohaus digunakan untuk menimbang massa bola yang digunakan.
6. Neraca Digital
Neraca digital digunakan untuk menimbang massa sirup. Neraca digital
yang digunakan memiliki batas ukur 120 gram.
7. Mideline
Mideline digunakan sebagai pembanding skala yang dianalisis pada video.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
8. Termometer
Termometer digunakan untuk mengukur suhu ruangan dan suhu cairan
yang digunakan.
9. Handycam
Handycam berguna untuk merekam video. Handycam yang digunakan
yaitu Panasonic 90x dengan kemampuan 90x intellegent zoom sehingga
objek hasil rekaman tetap fokus.
10. Tripod
Tripod digunakan untuk menyangga handycam agar handycam tetap
stabil. Penggunaan Tripod agar hasil rekaman baik untuk dianalisis.
11. Aplikasi Tracker
Tracker merupakan software yang digunakan untuk menganalisis video
untuk menentukan koefisien redaman. Program Tracker ini dirancang
dalam kerangka aplikasi Java oleh Open Source Physics Project.
12. Komputer/laptop
Komputer yang telah terinstal software tracker, menampilkan hasil
analisis video osilasi pegas.
B. Menentukan Diameter dan Massa Bola
1. Menentukan diameter bola
Bola yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari dua buah bola
dengan diameter yang berbeda-beda. Diameter bola yang digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
diukur menggunakan jangka sorong dengan ketelitian 0,02 cm. Data
diameter bola kemudian dicatat di tabel 4.1.
2. Menentukan massa bola
Dalam penelitian ini digunakan dua buah bola yang memiliki massa yang
berbeda-beda. Pengukuran massa bola dilakukan dengan menggunakan
Neraca Ohaus. Kemudian data massa bola dicatat pada tabel 4.2.
C. Menentukan Konstanta Pegas
Pegas yang digunakan dalam penelitian ini hanya satu yang ditentukan
terlebih dahulu, namun nilai konstanta pegasnya belum diketahui. Untuk
menentukan konstanta pegas dilakukan beberapa langkah yaitu pertama
mengantung pegas pada statip, pegas kemudian diberi beban berupa bola.
Osilasi pegas akan direkam menggunakan handycam. Untuk menganalisis
nilai konstanta pegas menggunakan software Tracker digunakan persamaan:
atau
(3.1)
(3.2)
dengan, ω =B = √
(3.3)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
D. Menentukan koefisien Redaman Osilasi Pegas-bola pada Larutan Sirup
a. Merekam video untuk menentukan koefisien redaman
1) Menyusun alat seperti pada gambar dibawah
Gambar 3.1. Sketsa Rangkaian Alat Penelitian
2) Meregangkan pegas hingga 3 cm.
3) Melepaskan pegas dan memulai merekam video
4) Pengambilan video dilakukan hingga pegas berhenti berosilasi
5) Ulangi langkah 1-4 untuk massa bola, diameter bola dan konsentrasi
larutan sirup yang berbeda.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
b. Menentukan Koefisien Redaman dengan Menggunakan Software Tracker.
Penentuan koefisien redaman pegas-bola pada larutan sirup ini dengan
merekam video osilasi bola. Hasil rekaman kemudian dianalisis dengan
menggunakan software tracker dengan mengikuti beberapa langkah
berikut:
1) Membuka software Tracker
2) Hasil rekaman kemudian ditampilkan ke dalam Tracker untuk
dianalisis dengan cara memilih menu file kemudian open file.
Gambar 3.2. Tampilan awal saat membuka file video
3) Untuk menentukan ukuran sesungguhnya dengan mengklik menu
track-new-calibration tools - calibration stick seperti pada gambar
berikut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Gambar 3.3. Ikon “calibration stick” untuk menampilkan ukuran sebenarnya.
4) Untuk menentukan letak titik koordinat dengan memilih menu track-
axes-visible seperti pada gambar berikut
Gambar 3.4. Ikon “track” untuk menampilkan sumbu koordinat
5) Untuk menganalisis data dapat dilakukan secara otomatis dengan
memilih menu track-new-point mass. Seperti pada gambar berikut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Gambar 3.5. Ikon “track-new-point mass” untuk menampilkan titik posisi
perpindahan bola terhadap waktu.
6) Sebelum menganalisis yang dilakukan adalah memilih awal video dan
akhir video yang akan dianalisis. Dengan mengatur posisi awal dan
posisi akhirnya
Gambar 3.6. Tampilan untuk mengatur awal dan akhir analisis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
7) Menganti sumbu x pada grafik menjadi y terhadap t
Gambar 3.7. Tampilan saat menganti sumbu x menjadi sumbu y
8) Menganalisis secara otomatis dilakukan dengan menekan
ctrl+shift+klik pada pusat bola. Ukuran point mass dapat diatur
dengan memperbesar atau memperkecil sesuai ukuran bola yang
digunakan. Kemudian tampilannya seperti berikut
Gambar 3.8. Tampilan saat menganalisis posisi bola secara otomatis.
9) Kemudian untuk memulai analisis dengan mengklik search pada
autotracker: mass of position, seperti pada gambar beriku
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Gambar 3.9. Tampilan saat memulai analisis video
10) Setelah men-search secara otomatis data akan tampil pada tabel dan
grafik yang berada pada posisi kanan tampilan tracker, seperti pada
gambar berikut
Gambar 3.10. Tampilan hasil analisis video
11) Kemudian grafik difit dengan mengklik kanan pada grafik kemudian
pilih “analyze”, seperti pada gambar berikut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Gambar 3.11. Tampilan untuk fitting data
12) Kemudian data diffit dengan memilih menu analyse kemudian “curve
fits”
Gambar 3.12. Tampilan awal saat fitting data
13) Dalam aplikasi tracker hanya tersedia beberapa persamaan, untuk
penelitian ini digunakan persamaan yang tidak tersedia di aplikasi
tracker sehingga harus menginputnya terlebih dahulu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Dengan menginput persamaan di atas ke menu “fit builder” kemudian
new. Setelah itu dapat menginput persamaan baru yang diinginkan,
dan mengklik close, seperti pada gambar berikut
Gambar 3.13. Tampilan untuk memasukan persamaan baru untuk fitting data
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan koefisien redaman osilasi pegas
pada larutan sirup dengan menggunakan software tracker. Berikut tahapan-
tahapan yang dilakukan saat melakukan penelitian:
1. Menentukan Diameter dan Massa Bola
a. Menentukan Diameter Bola
Bola yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari dua buah bola
dengan diameter yang berbeda-beda. Diameter bola yang digunakan
diukur menggunakan jangka sorong dengan ketelitian 0,02 cm. Hasil
pengukuran diameter bola dapat dilihat pada tabel 4.1
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Diameter Bola
No. Bola 1 ( x 10-2
m) Bola 2 ( x 10-2
m)
1. 3,1 2,84
2. 3,104 2,848
3. 3,108 2,84
4. 3,108 2,848
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
5. 3,116 2,848
3,110 2,800
b. Menentukan Massa Bola
Dalam penelitian ini digunakan dua buah bola yang memiliki massa
yang berbeda-beda. Pengukuran massa bola dilakukan dengan
mengunakan Neraca Ohaus. Hasil penimbangan massa bola dapat
dilihat pada tabel 4.2
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Massa bola
No. Bola 1 ( x 10-3
kg) Bola 2 ( x 10-3
kg)
1. 122 94
2. 122,5 94,2
3. 122,2 94
4. 122 94,4
5. 122 94,5
122,1 94,2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
2. Menentukan Konstanta Pegas
Menentukan konstanta pegas menggunakan metode analisis video yaitu
dengan fitting data menggunakan persamaan:
Gambar 4.1. Grafik hasil analisis nilai konstanta pegas untuk massa 122,1 gram
Titik-titik data pada gambar 4.1. merupakan posisi bola terhadap waktu
saat berosilasi. Osilasi yang terjadi merupakan osilasi pada gerak harmonik
sederhana sehingga dengan menggunakan persamaan:
Dari persamaan diatas akan diperoleh nilai konstanta B. Konstanta B sama
dengan dari persamaan (3.1), dengan mensubstitusi nilai B dari hasil
fitting data kedalam persamaan:
B=√
,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
k =
sehingga diperoleh nilai B = 6,427 dan nilai konstanta pegas k = N/m.
Cara yang sama dilakukan pada massa 94,2 gram untuk menentukan
konstanta pegas yang digunakan, selanjutnya nilai konstanta pegas yang
digunakan dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Nilai Konstanta Pegas
No. Massa bola ( x 10-3
kg) Konstanta pegas (N/m)
1. 122,1 5,04
5,03
2. 94,2 4,96
4,90
��±∆k (4,98 ± 0,03)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
3. Menentukan Konsentrasi Larutan Sirup
Sirup diukur massanya kemudian dicampurkan dengan air bervolume 1000
mL. Pengukuran massa sirup dilakukan dengan menggunakan Neraca
Digital. Suhu tiap larutan diukur dengan menggunakan Termometer. Dan
diperoleh suhu larutan sirup setiap pengukuran yaitu 270C.
Berikut hasil pengukuran konsentrasi masing-masing cairan:
a. Larutan sirup 0,02 g/mL
Sirup 20 gram dilarutkan dengan 1000 mL air sehingga diperoleh
konsentrasi larutannya adalah 0,02 g/mL.
b. Larutan sirup 0,04 g/mL
Sirup 40 gram dilarutkan dengan 1000 mL air sehingga diperoleh
konsentrasi larutannya adalah 0,04 g/mL.
c. Larutan sirup 0,06 g/mL
Sirup 60 gram dilarutkan dengan 1000 mL air sehingga diperoleh
konsentrasi larutannya adalah 0,06 g/mL.
d. Larutan sirup 0,08 g/mL
Sirup 80 gram dilarutkan dengan 1000 mL air sehingga diperoleh
konsentrasi larutannya adalah 0,08 g/mL.
e. Larutan sirup 0,1 g/mL
Sirup 100 gram dilarutkan dengan 1000 mL air sehingga diperoleh
konsentrasi larutannya adalah 0,1 g/mL.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
4. Menentukan Koefisien Redaman Osilasi Pegas-Bola Menggunakan
Video Analisis Dengan Aplikasi Tracker
Sistem osilasi ini terdiri dari pegas dan bola yang disusun secara
vertikal di dalam larutan yang ada pada gelas beker 1000 mL. Proses
osilasi direkam menggunakan handycam. Handycam yang digunakan yaitu
Panasonic 90x dengan kemampuan 90 kali zoom sehingga hasil rekaman
tetap fokus dan hasil rekamannya dapat diolah menggunakan aplikasi
Tracker. Hasil rekaman video dianalisis dengan cara yang telah disebutkan
pada metodologi penelitian. Untuk mempermudah menganalisis
pergerakkan bola maka dilakukan analisis secara otomatis yaitu dengan
crtl+shift+klik kiri pada bagian bola sesuai dengan prosedur yang ada
pada metodologi penelitian. Setelah itu akan secara otomatis muncul
grafik hubungan posisi bola secara horizontal (x) terhadap waktu (t).
Karena yang dibutuhkan adalah grafik posisi bola secara vertikal maka
dapat diganti dengan membuat grafik hubungan posisi bola secara vertikal
(y) terhadap waktu (t).
Hasil rekaman osilasi teredam pegas kemudian dianalisis
menggunakan aplikasi tracker untuk menentukan nilai koefisien redaman
mengikuti persamaan (2.32).
persamaan (2.32) ini dapat dituliskan seperti berikut:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
dengan, B
, maka koefisien redaman dapat dituliskan b = 2 m B
Pengukuran koefisien redaman dilakukan pada air tanpa larutan sirup dan
pada larutan sirup dengan berbagai konsentrasi.
a. Air tanpa larutan sirup
1) Bola 1
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Posisi terhadap waktu untuk massa 122,1 gram
pada air tanpa larutan sirup
Titik-titik data pada gambar 4.2. diatas merupakan posisi bola saat
berosilasi. Grafik pada gambar 4.2. terlihat bahwa terjadi
penurunan amplitudo secara eksponensial, dan peristiwa ini
disebut osilasi teredam. Osilasi teredam terjadi apabila adanya
redaman yang menghambat osilasi pegas. Redaman dapat
diketahui dengan melakukan fitting data kedalam persamaan:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Dari persamaan diatas akan diperoleh nilai konstanta B. Konstanta
B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan mensubstitusi
nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan:
b = 2 m B
sehingga diperoleh nilai B = dan konstanta redaman
b adalah kg/s.
2) Bola 2
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Posisi Terhadap Waktu untuk massa 94,2 gram
pada air tanpa larutan sirup.
Titik-titik data pada gambar 4.3. diatas merupakan posisi bola
saat berosilasi. Grafik pada gambar 4.3. terlihat bahwa terjadi
penurunan amplitudo secara eksponensial, dan peristiwa ini
disebut osilasi teredam. Osilasi teredam terjadi apabila adanya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
redaman yang menghambat osilasi pegas. Redaman dapat
diketahui dengan melakukan fitting data kedalam persamaan:
Dari persamaan diatas akan diperoleh nilai konstanta B.
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan:
b = 2 m B
sehingga diperoleh nilai B = dan konstanta redaman
b adalah kg/s
Dengan menggunakan persamaan standar deviasi, ketidakpastian
pengukuran koefisien redaman untuk air tanpa larutan sirup
adalah:
√
√
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Cara yang sama dilakukan untuk menentukan koefisien redaman pada
larutan sirup dengan konsentrasi sebesar 0,02 g/mL; 0,04 g/mL; 0,06 g/
mL; 0,08 g/ mL dan 0,1 g/ mL. Hasil perhitungan nilai koefisien redaman
untuk setiap larutan dapat dilihat pada tabel 4.4. dan tabel 4.5.
Tabel 4.4. Koefisien Redaman Osilasi Pegas pada air tanpa larutan sirup dan
Larutan dengan berbagai konsentrasi larutan sirup
No.
Konsentrasi
(g/mL)
Massa bola
(10-3
kg)
B (x 10-1
) b (kg/s)
1 0 122,1 ± 0,1 1,283
94,2 ± 0,1 2,093 0,039
2 0,02 122,1 ± 0,1 3,393
94,2 ± 0,1 3,315 ,062
3 0,04 122,1 ± 0,1 2,338
94,2 ± 0,1 3,315 0,062
4 0,06 122,1 ± 0,1 2,220
94,2 ± 0,1 2,660 0,050
5 0,08 122,1 ± 0,1 2,014
94,2 ± 0,1 1,482 0,027
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
6 0,1 122,1 ± 0,1 2,010
94,2 ± 0,1 1,800 0,033
Tabel 4.5. Tabel hasil analisis koefisien redaman pada setiap konsentrasi larutan
sirup
No. Konsentrasi (g/mL) (kg/s)
1. 0
2. 0,02
3. 0,04
4. 0,06
5. 0,08
6. 0,1
Konsentrasi 0 g/mL yang dianalisis dan dihitung nilai koefisien redaman
pada tabel 4.5. merupakan redaman pada sistem osilasi pegas dalam air
tanpa larutan sirup. Perhitungan nilai koefisien redaman pada air tanpa
larutan sirup dilakukan bertujuan mengetahui pengaruh konsentrasi larutan
saat tanpa campuran sirup.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
B. Pembahasan
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan koefisien redaman
osilasi pegas dalam larutan sirup dengan metode analisis video
menggunakan aplikasi Tracker. Peristiwa redaman osilasi pegas ini
disebabkan oleh zat cair. Sistem osilasi ini terdiri dari pegas yang
digantungkan bola dengan dua massa dan diameter berbeda. Osilasi pegas
terjadi dalam larutan sirup dengan konsentrasi 0,02 g/mL; 0,04 g/mL; 0,06
g/mL; 0,08 g/mL dan 0,1 g/mL. Larutan sirup dibuat dengan melarutkan
20 gram hingga 100 gram sirup kedalam air bervolume 1000 mL.
Konsentrasi larutan sirup akan berpengaruh pada viskositas larutan sirup.
Bola yang dihubungkan dengan pegas berada dalam larutan sirup
1000 mL. Kemudian pegas simpangkan sejauh 3 cm dan dilepaskan. Bola
akan bergerak keatas melewati titik keseimbangan dan bergerak kebawah
melewati titik keseimbangan secara berulang-ulang atau berosilasi. Bola
akan berosilasi akan mengalami percepatan a sesuai Hukum II Newton.
Dan selama berosilasi pegas memberikan gaya yang mengembalikan bola
keposisi setimbang. Gaya pemulih ini yang membuat bola tetap berosilasi.
Gaya pemulih arahnya selalu berlawanan dengan arah simpangan bola.
Sistem osilasi bola seiring berjalannya waktu akan melemah dan
berhenti ke posisi setimbang. Osilasi yang melemah ini disebut osilasi
teredam. Osilasi teredam disebabkan oleh adanya gaya hambat. Gaya
hambat ini berupa gaya gesek yang disebabkan gaya sentuhan permukaan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
bola dengan larutan sirup. Sebelumnya telah dijelaskan beberapa faktor
penghambat osilasi pegas diantaranya gesekan udara, medan magnet dan
viskositas cairan. Saat osilasi terjadi tiga peristiwa dimana bola akan
bergerak kebawah menjauhi titik setimbang, kemudian bergerak keatas
menjauhi titik setimbang, dan lama kelamaan akan kembali ke keadaan
diam pada posisi setimbang seperti semula.
Peristiwa osilasi ini terjadi akibat adanya gaya yang bekerja pada
bola seperti yang telah dijelaskan pada bab II. Saat bola bergerak kebawah
maka mengalami gaya berat sedangkan pegas mengerjakan gaya pemulih
yang arahnya berlawanan dengan arah gerak bola, sehingga bola dapat
berosilasi secara terus menerus. Namun karena adanya gaya gesekan bola
dengan zat cair maka akan ada gaya lain yang bekerja sehingga lama
kelamaan bola akan berhenti berosilasi dan kembali ke posisi setimbang.
Faktor yang menghambat osilasi bola dalam penelitian ini adalah
viskositas cairan yang digunakan. Osilasi teredam bola dalam air tanpa
larutan sirup disebabkan oleh viskositas air itu sendiri. Namun karena ada
penambahan konsentrasi larutan sirup disetiap pengukurannya maka
viskositas cairan pun meningkat ini dilihat dari faktor redaman yang
terjadi lebih besar dibandingkan dengan faktor redaman dalam air tanpa
larutan sirup.
Penelitian ini dipermudah dan lebih baik dengan menggunakan
video. Cara penggunaan video dilakukan dengan merekam proses osilasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
bola dan pegas menggunakan handycam. Dalam pengambilan video
diusahakan posisi handycam pada posisi yang tegak lurus dan tetap.
Karena posisi handycam akan mempengaruhi hasil rekaman. Untuk
membantu posisi handycam agar tidak goyang maka digunakan bantuan
penyangga seperti tripod. Selain itu mengatur zoom saat perekaman video
juga harus diperhatikan agar objek tetap fokus. Faktor lain yang dapat
mengganggu proses analisis yaitu pencahayaan. Usahakan pencahayaan
yang bagus sehingga dapat menganalisis video dengan baik. Peristiwa
osilasi pegas-bola kemudian dengan mudah teramati dengan menggunakan
hasil rekaman video osilasi.
Penelitian ini menggunakan massa bola yaitu 122,1 ± 0,1 gram dan
94,2 ± 0,1 gram dengan diameter bola masing-masing 3,110 ± 0,003 cm
dan 2,800 ± 0,002 cm. Pengukuran diameter menggunakan jangka sorong
dengan ketelitian 0,02 cm. pengukuran dilakukan sebanyak lima kali
pengulangan untuk setiap posisi bola yang berbeda. Hal ini dilakukan
untuk menentukan ketidakpastian dalam pengukuran diameter bola.
Penimbangan massa bola dilakukan menggunakan neraca Ohaus.
Penimbangan massa bola juga dilakukan sebanyak lima kali agar dapat
menentukan nilai ketidakpastian pengukuran massa bola. Pengukuran
massa bola tidak dilakukan menggunakan Neraca Digital karena Neraca
Digital yang digunakan memiliki batas ukur sebesar 120 gram. Sedangkan
untuk bola 1 massanya lebih dari 120 gram. Sehingga peneliti
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
memutuskan untuk menggunakan neraca Ohaus untuk menimbang massa
bola yang digunakan.
Wadah yang digunakan sebagai tempat larutan juga digunakan
gelas beker dengan volume 1000 mL. Pemilihan gelas beker dilakukan
untuk mengurangi adanya Adhesi. Semakin besar wadah yang digunakan
akan semakin mengurangi Adhesi. Hal ini dilakukan agar dalam
pengukuran teliti sehingga yang terukur hanya koefisien redaman tanpa
dipengaruhi gaya ataupun faktor lain.
Penelitian ini menggunakan pegas dengan konstanta pegas yang
belum diketahui. Untuk menentukan konstanta pegas yang digunakan
dalam penelitian ini dapat dilakukan dengan menggunakan analisis video
dengan bantuan aplikasi tracker. Pengambilan video dilakukan dengan
mengantung bola pada pegas di udara tidak dalam larutan. Rekaman
osilasi pegas bola kemudian dianalisis dengan menggunakan software
Tracker. Hal ini mempermudah dalam penentuan nilai konstanta pegas.
Dengan fitting data menggunakan persamaan dengan
Konstanta B sama dengan dari persamaan (3.1), dengan mensubstitusi
nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan B=√
, maka nilai
konstanta pegas k = . Sebelum merekam osilasi pegas-bola terlebih
dahulu memberi simpangan pada pegas namun harus kecil sehingga dapat
memperoleh nilai yang baik. Dalam penelitian ini diperoleh nilai konstanta
redaman yang digunakan adalah (4,98 ± 0,03) N/m.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Nilai ketidakpastian pengukuran konstanta pegas diperoleh dengan
menggunakan persamaan standar deviasi. Faktor ketidakpastian
dikarenakan osilasi pagas-bola yang direkam di udara sehingga masih ada
faktor penghambat seperti gesekan udara yang dapat membuat osilasi
pegas-bola lama kelamaan berhenti. Oleh sebab itu untuk meregangkan
pegas harus kecil dan pembatasan waktu dalam merekam video.
Penelitian ini menggunakan metode analisis video dengan bantuan
aplikasi Tracker. Hasil rekaman menggunakan handycam kemudian
dianalisis dengan menggunakan aplikasi Tracker. Analisis dengan tracker
dipermudah karena dapat dilakukan secara otomatis yaitu dengan
membuat titik pada bola dan secara otomatis akan menampilkan titik-titik
data posisi bola saat berosilasi yang kemudian ditampilkan pada grafik
maupun tabel data pada software tracker. Hasil analisis kemudian berupa
grafik yang menampilkan hubungan posisi bola (y) terhadap waktu (t).
Grafik yang ditampilkan melalui software tracker tidak berbentuk
sinusoidal melainkan grafik yang ditampilkan menunjukkan adanya
redaman atau penurunan amplitudo. Grafik ini kemudian difitt dengan
menggunakan persamaan . Dari persamaan
tersebut akan diperoleh nilai konstanta B. Konstanta B sama dengan b/2m,
dengan mensubstitusi nilai B diperoleh nilai koefisien redaman b. Setelah
mendapat nilai konstanta redaman b untuk setiap massa bola maka dapat
ditentuan nilai koefisien redaman rata-rata . Kemudian menentukan nilai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
untuk setiap konsentrasi larutan sirup. Setelah menentukan nilai maka
dapat membuat tampilan berupa grafik hubungan koefisien redaman rata-
rata terhadap konsentrasi larutan sirup.
Penelitian ini menggunakan konsentrasi larutan mulai dari
konsentrasi 0 g/mL yang merupakan air tanpa larutan sirup. Redaman yang
dianalisis dan dihitung pada konsentrasi 0 g/mL merupakan redaman yang
diperoleh dari sistem osilasi bola dan pegas dalam air tanpa larutan sirup.
Redaman yang menyebabkan sistem osilasi bola-pegas berhenti adalah
adanya gaya gesek antara bola dengan air.
Penyebab redaman untuk konsentrasi 0,02 g/mL; 0,04 g/mL; 0,06
g/mL; 0,08 g/mL; dan 0,1 g/mL selain karena adanya gesekan dengan zat
cair yaitu adanya faktor kekentalan larutan akibat penambahan larutan
sirup. Penambahan larutan sirup dilakukan mulai dari 20 gram sampai 100
gram pada volume air 1000 mL. Hal ini dilakukan untuk melihat pengaruh
konsentrasi terhadap koefisien redaman.
Hasil penelitian menampilkan hubungan konsentrasi larutan sirup
terhadap koefisien redaman seperti berikut:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Gambar 4.4. Grafik Hubungan Konsentrasi larutan sirup terhadap Koefisien Redaman
rata-rata
Dari hasil penelitian ini konsentrasi larutan sirup dapat
menghambat sistem osilasi bola-pegas. Dengan demikian dapat ditentukan
nilai koefisien redaman dengan merekam video sistem osilasi bola-pegas
dan dianalisis menggunakan software tracker.
Hasil penelitian menunjukkan nilai koefisien redaman tidak
berbanding lurus dengan setiap penambahan konsentrasi larutan. Hal ini
disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya diameter beker gelas yang
tidak cukup besar sehingga gaya pantul cairan ke pegas dan bola yang
berosilasi lebih cepat sehingga mempengaruhi osilasi bola atau gaya
adhesi yang besar karena beker gelas yang digunakan berdiameter kurang
besar, kemudian saat meregangkan pegas sejauh 3 cm dilakukan secara
manual tidak menggunakan alat bantu sehingga perlakuan untuk
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
Koef
isie
n r
edam
an
(k
g/s
)
Konsentrasi larutan (g/mL)
Grafik Hubungan Konsentrasi Larutan
Terhadap Koefisien Redaman
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
meregangkan pegas sejauh 3 cm untuk setiap konsentrasi selalu berbeda
hal inilah yang kemudian berpengaruh pada kecepatan awal bola berosilasi
sehingga proses analisis dengan menggunakan software tracker
mengalami ketidakpastian.
Cara pengambilan video yang tidak sejajar titik setimbang bola
dimana pengaruh sudut pandang peletakkan handycam juga sangat
berpengaruh dalam menganalisis video melalui aplikasi karena yang
dianalisis sebenarnya berdasarkan hasil yang terekam melalui handycam
sehingga pengaturan letak handycam dan mideline menjadi perhatian
penting. Faktor lainya penggunaan variasi konsentrasi larutan sirup yang
tidak ekstrim sehingga tidak menunjukkan perbedaan viskositas yang
cukup berbeda. Namun demikian melalui analisis video dengan software
tracker ini sudah dapat menunjukkan pengaruh konsetrasi larutan sirup
terhadap koefisien redaman juga dapat menampilkan suatu peristiwa
osilasi teredam yang dapat diamati dengan jelas.
Penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai media pembelajaran
disekolah. Pembelajaran lebih menarik jika menggunakan smartphone
untuk merekam kemudian dapat menganalisisnya dengan menggunakan
software tracker. Terlebih karena software tracker dapat diunduh secara
gratis, kemudian tidak membutuhkan interface ataupun sensor yang dapat
memakan biaya. Sehingga siswa dengan mudah belajar. Pembelajaran
dengan aplikasi ini juga belum pernah ada sehingga dapat meningkatkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
rasa ingin tahu dan minat siswa dalam belajar. Penelitian ini dapat
diadaptasi untuk pembelajaran osilasi pegas atau gerak harmonik
sederhana di sekolah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan yaitu pengamatan tentang redaman
pada sistem osilasi bola-pegas. Gaya viskous merupakan gaya yang
menghambat sistem osilasi pegas-bola. Pengamatan dilakukan dengan
menganalisis hasil rekaman video menggunakan software Tracker.
Dari hasil penelitian diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Koefisien redaman dapat ditentukan dengan analisis video menggunakan
aplikasi tracker. Koefisien redaman rata-rata untuk masing-masing
konsentrasi 0 g/mL; 0,02 g/mL; 0,04 g/mL; 0,06 g/mL; 0,08 g/mL; 0,1
g/mL adalah kg/s ; kg/s ;
kg/s ; kg/s ; kg/s;
kg/s.
2. Peristiwa redaman akibat adanya larutan sirup ini merupakan redaman
yang diakibatkan gaya viskous. Dengan Konsentrasi larutan sirup
mempengaruhi koefisien redaman. Redaman dapat ditunjukkan melalui
rekaman yang kemudian dianalisis menggunakan software tracker.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
B. Saran
Bagi pembaca yang berminat melakukan penelitian lebih lanjut, penulis
menyarankan untuk:
1. Menentukan koefisien redaman dengan metode yang sama dengan
memvariasikan massa benda yang lebih banyak,
2. Menggunakan gelas beker yang memiliki diameter lebih besar,
3. Konsentrasi larutan sirup yang digunakan lebih besar agar terdapat
perbedaan viskositas yang besar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
DAFTAR PUSTAKA
Erwiastuti, Laras Nandya. 2015. Pengukuran Koefisien Redaman Pada Sistem
Osilasi Pegas-Magnet dan Kumparan Menggunakan Video. Yogyakarta:
USD
Hidayat Adetya M, Netty Herawati, Vony Setiaries Johan. 2017. Penambahan Sari
Jeruk nipis Terhadap Karakteristik Sirup Labu Siam. JOM FAPERTA
UR Vol 4 No.2. Pekanbaru: Universitas Riau.
Karyasa, Tungga B. 2011. Dasar-Dasar Getaran Mekanis. Yogyakarta: Andi.
Oey, Lusiana Sandra. 2016. Redaman Pada Sistem Osilasi Pegas-Benda dengan
Massa Yang Berkurang Secara Kontinyu. Yogyakarta: USD
Oktova, Raden & Diana Nirva. 2013. Penentuan koefisien Viskositas Air
Menggunakan Metode Getaran Pegas Dengan Koreksi Kedalaman
Penetrasi dan Koreksi Efek Dinding. Yogyakarta: UAD
Olson M. Reuben, & Wright J. Steven. 1993. Dasar-Dasar Mekanika Fluida
Teknik Edisi Kelima. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Streeter, L. Victor. & Wylie E. Benyamin. 1999. Mekanika Fluida Edisi Delapan
Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Suharyanti, Natalia Peni. 2016. Pengukuran Koefisien Redaman Magnetik Pada
Magnet yang Bergerak Diatas Air Track Menggunakan Analisa Video
Dengan Software Logger Pro. Yogyakarta: USD
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Tipler, Paul. A. 1998. Fisika Untuk sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta:
Erlangga.
Vierck, Robert K. 1995. Analisis Getaran. Bandung: Eresco.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
LAMPIRAN
LAMPIRAN 1
Tabel pengukuran diameter bola dan ketidakpastian pengukuran diameter bola
Tabel 1.1. Perhitungan Diameter Bola
No. Bola 1 ( x 10-2 m) Bola 2 ( x 10-2m)
1. 3,1 2,84
2. 3,104 2,848
3. 3,108 2,84
4. 3,108 2,848
5. 3,116 2,848
3,1072 2,8448
Perhitungan ketidakpastian diameter bola:
1. Bola 1
√
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
√
2. Bola 2
√
√
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
LAMPIRAN 2
Tabel pengukuran massa bola dan perhitungan ketidakpastian massa bola
Tabel 2.1. Perhitungan Massa Bola
No. Bola 1 ( x 10-3 kg) Bola 2 ( x 10-3 kg)
1. 122 94
2. 122,5 94,2
3. 122,2 94
4. 122 94,4
5. 122 94,5
122,14 94,22
Perhitungan ketidakpastian massa bola:
1. Bola 1
√
√
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
122,14 ) gram
2. Bola 2
√
√
94,22 ) gram
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
LAMPIRAN 3
Grafik dan perhitungan konstanta pegas yang digunakan serta perhitungan
ketidakpastian konstanta pegas.
1. Bola 1
Gambar 3.1. Grafik posisi terhadap waktu untuk massa bola 122,1 gram
Dari grafik diatas maka diperoleh nilai B = = 6,427.
Dengan menggunakan persamaan (3.3) maka nilai konstanta pegas yang
digunakan sebesar:
k = 5,043 N/m
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
2. Bola 1 untuk pengulang kedua
Gambar 3.2. Grafik posisi terhadap waktu untuk massa bola 122,1 gram
Dari grafik diatas maka diperoleh nilai B = = 5,038
Dengan menggunakan persamaan (3.3) maka nilai konstanta pegas yang
digunakan sebesar:
k = 5,038 N/m
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
3. Bola 2
Gambar 3.3. Grafik posisi terhadap waktu untuk massa bola 94,2 gram
Dari grafik diatas maka diperoleh nilai B = = 7,256
Dengan menggunakan persamaan (3.3) maka nilai konstanta pegas yang
digunakan sebesar:
k = 4,959 N/m
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
4. Bola 2 untuk pengulangan kedua
Gambar 3.4. Grafik posisi terhadap waktu untuk massa bola 94,2 gram
Dari grafik diatas maka diperoleh nilai B = = 7,215
Dengan menggunakan persamaan (3.3) maka nilai konstanta pegas yang
digunakan sebesar:
k =4,903 N/m
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Ketidakpastian konstanta pegas:
√
√
√
√
√
√
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
LAMPIRAN 4
Grafik posisi bola (y) terhadap waktu (t) untuk masing-masing konsentrasi larutan
dan ralat untuk koefisien redaman masing-masing konsentrasi.
a. Konsentrasi 0,02 g/mL
1) Bola 1
Gambar 4.1. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 122,1 gram pada konsentrasi
0,02 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = . Konstanta B
sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan mensubstitusi nilai B
dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33), sehingga diperoleh nilai
koefisien redaman:
b = 2 m B
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
2) Bola 2
Gambar 4.2. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 94,2 gram pada konsentrasi
0,02 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = . Konstanta
B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan mensubstitusi nilai B
dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33), sehingga diperoleh nilai
koefisien redaman:
b = 2 m B
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Ketidakpastian koefisien redaman untuk konsentrasi 0,02 g/mL
√
√
kg/s
b. Konsentrasi 0,04 g/mL
1) Bola 1
Gambar 4.3. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 122,1 gram
pada konsentrasi 0,04 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
b = 2 m B
kg/s
2) Bola 2
Gambar 4.4. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 94,2 gram pada
konsentrasi 0,04 g/mL.
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
b = 2 m B
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
kg/s
Ketidakpastian koefisien redaman untuk konsentrasi 0,04 g/mL
√
√
kg/s
c. Konsentrasi 0,06 g/mL
1) Bola 1
Gambar 4.5. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 122,1 gram pada
konsentrasi 0,06 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
b = 2 m B
kg/s
2) Bola 2
Gambar 4.6. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 94,2 gram pada
konsentrasi 0,06 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
b = 2 m B
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
kg/s
Ketidakpastian koefisien redaman untuk konsentrasi 0,06 g/mL:
√
√
kg/s
d. Konsentrasi 0,08 g/mL
1) Bola 1
Gambar 4.7. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 122,1 gram pada
konsentrasi 0,08 g/mL
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
b = 2 m B
kg/s
2) Bola 2
Gambar 4.8. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 94,2 gram pada
konsentrasi 0,08 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
b = 2 m B
kg/s
Ketidakpastian koefisien redaman untuk konsentrasi 0,08 g/mL:
√
√
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
e. Konsentrasi 0,1 g/mL
1) Bola 1
Gambar 4.9. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 122,1 gram pada
konsentrasi 0,1 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
b = 2 m B
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
2) Bola 2
Gambar 4.10. Grafik posisi fungsi waktu untuk massa bola 94,2 gram pada
konsentrasi 0,1 g/mL
Dari grafik diatas diperoleh nilai konstanta B = .
Konstanta B sama dengan b/2m dari persamaan (2.33), dengan
mensubstitusi nilai B dari hasil fitting data kedalam persamaan (2.33),
sehingga diperoleh nilai koefisien redaman:
b = 2 m B
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
Ketidakpastian koefisien redaman untuk konsentrasi 0,1 g/mL
√
√
kg/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
LAMPIRAN 5
Gambar alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
Susunan alat penelitian
Neraca digital
Bola
Jangka sorong
Pegas
Statip, klem dan gelas beker
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
Termometer
Neraca Ohaus
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Recommended