Upload
ngocong
View
216
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN KEGIATAN OUTBOND
KELAS X AKSELERASI
PENELITIAN
PERCEPATAN GRAVITASI
DI KAWASAN PANTAI SRAU
PACITAN JAWA TIMUR
OLEH
SMA NEGERI 1 WONOGIRI
TAHUN AJARAN 2010 / 2011
i
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Kegiatan Outbond ini telah disahkan pada tanggal .......................... oleh :
Koordinator Outbond Guru Mata Pelajaran
Fisika
Tedianto, SPd Djoko Karnawan, SPd
Mengetahui,
Kepala Sekolah
Drs. Mulyadi, MT
ii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, Alloh SWT,
atas segala limpahan Rahmat Hidayah dan Inayah, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Kegiatan Out door ini dengan tanpa halangan yang berarti.
Kegiatan ini diselenggarakan dalam rangka meningkatkan pemahaman tentang
percepatan gravitasi bumi. Sehingga salah satu tujuan dari pembelajaran fisika lebih dapat
tercapai. Seperti pendapat yang menyatakan bahwa fisika adalah ilmu yang mempelajari
gejala-gejala alam yang terjadi di semesta ini. Dengan pemahaman yang benar akan
memudahkan penulis dalam pemanfaatnya dengan lebih bijaksana.
Dari persiapan, pelaksanaan sampai dengan penulisan laporan kegiatan ini penulis
banyak mendapat dukungan dari Mama dan Papa tercinta, bimbingan dan arahan dari
Bapak Djoko Karnawan, SPd., serta teman - teman seperjuangan di Kelas X Akselerasi
yang kubanggakan “ Let it be ”.
Akhir kata penulis menerima kritik dan saran demi kesempurnaan laporan kegitan
ini.
Wonogiri, 27 Februari 2011Penulis
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.................................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHYAN................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii
DAFTAR ISI................................................................................................................ iv
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................... 1
1. LANDASAN TEORI........................................................................................ 1
2. PERUMUSAN MASALAH.............................................................................. 3
3 TUJUAN PERCOBAAN DAN MANFAAT.................................................... 3
BAB II METODE PENELITIAN............................................................................... 4
1.TEMPAT DAN WAKTU PELAKSANAAN ................................................... 4
2.ALAT DAN BAHAN ........................................................................................ 4
3.LANGKAH KERJA KEGIATAN 1 ................................................................. 4
4.LANGKAH KERJA KEGIATAN 2.................................................................. 5
BAB III DATA DAN PEMBAHASAN...................................................................... 6
1. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 1............................................................. 6
2. ANALISA DATA KEGIATAN 1 ................................................................... 7
3. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 2............................................................. 9
4. ANALISA DATA KEGIATAN 2 ................................................................... 9
BAB IV PENUTUP..................................................................................................... 13
1. KESIMPULAN................................................................................................. 13
2. SARAN.............................................................................................................. 16
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 17
iv
BAB 1
PENDAHULUAN
1. LANDASAN TEORI
Fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala – gejala alam materi yang terjadi di
semesta ini. Salah satu gejala alam tersebut adalah Gravitasi Bumi (Gaya Tarik Bumi).
Menurut penganut Paham Big Bang, teori tentang awal penciptaan alam semesta, gaya
tarik ini sesungguhnya sudah ada sejak awal semesta diciptakan. Namun baru disadari
setelah Sir Isaac Newton melihat buah apel jatuh. Sejak saat itu banyak kejadian gejala
alam lainnya dapat terkuak setelah dipahami dengan adanya gaya tarik bumi ini.
Periode adalah selang waktu yang
diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan
satu getaran lengkap. Getaran adalah gerakan
bolak-balik yang ada di sekitar titik
keseimbangan di mana kuat lemahnya
dipengaruhi besar kecilnya energi yang
diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu
kali gerak bolak-balik penuh. Satu getaran
lengkap adalah gerakan dari a-b-c-b-a, sesuai
pada gambar.
Periode ayunan Bandul adalah:
dimana L : Panjang Tali
Untuk menentukan kita turunkan dari rumus di atas:
1
a
b
L
c
Periode juga dapat dicari dengan 1(satu) dibagi dengan frekuensi. Frekuensi adalah
benyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Rumus frekuensi adalah
jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu. Frekuensi memiliki satuan hertz / Hz.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat atau menemui benda yang
mengalam Gerak Jatuh Bebas (GJB), misalnya gerakan sebuah apel yang jatuh dari
pohon,gerak benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu atau bahkan gerakan setiap
tetes air hujan yang turun ke bumi. GJB merupakan salah satu contoh umum dari Gerak
Lurus Berubah Beraturan (GLBB).
Pada masa lampau, hakekat GJB merupakan bahan pembahasan yang sangat
menarik dalam ilmu filsafat alam. Aristoteles, pernah mengatakan bahwa benda yang
beratnya lebih besar akan jatuh lebih cepat dibandingkan benda yang lebih ringan.
Pendapat Aristoteles ini mempengaruhi pandangan orang-orang yang hidup sebelum masa
Galileo.
Hambatan atau gesekan udara sangat mempengaruhi GJB. Galileo mendalilkan
bahwa semua benda akan jatuh dengan percepatan yang sama apabila tidak ada udara
atau hambatan lainnya. Galileo menegaskan bahwa semua benda, berat atau ringan, jatuh
dengan percepatan yang sama, paling tidak jika tidak ada udara. Galileo yakin bahwa udara
berperan sebagai hambatan untuk benda-benda yang sangat ringan yang memiliki
permukaan yang luas. Tetapi pada banyak keadaan biasa, hambatan udara ini bisa
diabaikan. Pada suatu ruang di mana udara telah diisap, benda ringan seperti selembar
kertas yang dipegang horisontal pun akan jatuh dengan percepatan yang sama seperti
benda yang lain. Ia menunjukkan bahwa untuk sebuah benda yang jatuh dari keadaan
diam, jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat waktu. Walaupun demikian,
Galileo adalah orang pertama yang menurunkan hubungan matematis.
Sumbangan Galileo yang khusus terhadap pemahaman kita mengenai GJB, dapat
dirangkum sebagai berikut :
Pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua
benda jatuh dengan percepatan konstan yang sama.
Kita menyebut percepatan ini sebagai percepatan yang disebabkan oleh gravitasi pada
bumi dan memberinya simbol g. Besarnya kira-kira 9,8 m/s2. Dalam satuan Inggris alias
2
British, besar g kira-kira 32 ft/s2. Percepatan yang disebabkan oleh gravitasi adalah
percepatan sebuah vektor dan arahnya menuju pusat bumi.
Untuk menentukan berdasarkan Gerak Jatuh Bebas (GJB) menggunakan rumus:
dimana :
g = percepatan grafitasi (m/s2)
h = ketinggian GJB (m)
t = waktu yang diperlukan benda jatuh sampai ke tanah (sekon)
2. PERUMUSAN MASALAH:
Di bangku sekolah kita mendapatkan pelajaran tentang gaya tarik bumi ini. Dengan
menyadari bahwa bentuk bumi adalah seperti bola, maka semua benda yang ada
dipermukaan bumi akan mendapatkan gaya tarik ke dalam pusat bumi. Namun seperti
diketahui bahwa bumi juga berputar pada sumbu Utara – Selatan. Timbul pertanyaan
apakah besar gaya tarik tersebut sama di semua permukaan bumi?
3. TUJUAN KEGIATAN DAN MANFAAT:
1) Menentukan Periode ayunan bandul dengan massa bandul yang berbeda – beda.
2) Menentukan Periode ayunan bandul yang terberat dengan panjang tali yang berbeda
– beda.
3) Menentukan nilai percepatan gravitasi (g) di lokasi kegiatan.
4) Membandingkan nilai percepatan gravitasi di lokasi kegiatan dengan nilai yang
sudah ditetapkan yaitu 9,8 m/s².
5) Mendapatkan pengalaman nyata dalam menentukan besar percepatan gravitasi.
-o0o-
3
BAB II
METODE PENELITIAN
1.TEMPAT DAN WAKTU KEGIATAN
Hari/Tanggal : Sabtu - Minggu / 27- 28 Pebruari 2011
Waktu : 09.00 s/d selesai
Lokasi : Pantai Srau, Pacitan, Jawa Timur
2. ALAT DAN BAHAN:
a.Bandul dan kelereng : Suatu alat yang mempunyai suatu objek berat tergantung pada
ujungnya. Sebanyak lima buah dengan massa yang bervariasi.
b. Tali Nilon dan Rafia: Tali panjang yang berukuran kira – kira 150 cm untuk
diikatkan beban.
c.Stopwatch : Penghitung waktu yang digunakan untuk menghitung waktu yang
digunakan untuk melakukan 1 kali ayunan.
d. Mistar : Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang tali yang akan
digunakan. Tiap percobaan menggunakan panjang tali yang berbeda.
e.Tiang Penyangga / Statif : Digunakan untuk menggantung tali agar bisa melakukan
ayunan bebas.
3. LANGKAH KERJA KEGIATAN 1a. Merangkai semua alat dan bahan
sehiungga terrangkai seperti gambar di
sebelah.
b. Mengikatkan beban dengan tali dan
menggantungkan pada Statif kemudian
mengukur panjang tali (L)
c. Menyimpangkan beban dengan sudut
tertentu kemudian dilepaskan.
4
h
d. Mencatat waktunya untuk setiap sepuluh ayunan.
e. Mengulang kegiatan di atas dengan memvariasikan:
i. Massa beban (m) ada sebanyak lima variasi.
ii. Panjang tali (L) ada sebanyak lima variasi.
f. Mencatat data yang diperoleh pada tabel pengamatan.
4. LANGKAH KERJA KEGIATAN 2
a. mencari tempat yang tinggi yang ketinggiannya ± 5 m. b. menjatuhkan kelereng / bandul dari ketinggian tersebut.
c. mencatat waktunya dari kelereng mulai dilepaskan hingga menyentuh tanah.
d. mengulangi kegiatan dengan memvariasikan ketinggiannya ( 4 – 5 x). e. mencatat data pada tabel pengamatan yang telah disediakan.
-o0o-
5
BAB III
DATA DAN PEMBAHASAN
1. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 1:
Percobaan dengan variasi massa beban dengan panjang tali tetap sepanjang 104 cm.
Percobaan dengan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.
6
No. Massa beban
m (gr)
Waktu ayun
t (s)
Periode
T (s-1)
1 990 21 2,1
2 300 21 2,1
3 300 21 2,1
4 300 21 2,1
5 270 21 2,1
No. Panjang Tali
m (gr)
Waktu ayun
t (s)
Periode
T (s-1)
1 110 22 2,2
2 100 21,48 2,148
3 90 19,71 1,971
4 80 18,42 1,842
5 70 17,52 1,752
2.ANALISA DATA KEGIATAN 1
No
Massa beban
m (gr)
Waktu ayun
t (s)
Periode
T (s-1)
Perc. Gravitasi
g (m. s-2)g2
ḡ
(g rata-rata)
1 900 21 2,1 9,310 86,67
9,310
2 300 21 2,1 9,310 86,67
3 300 21 2,1 9,310 86,67
4 300 21 2,1 9,310 86,67
5 270 21 2,1 9,310 86,67
Jumlah ( ) 46,550 433,35
a. Perhitungan g berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm.
Δ g =
=
= 1,551
g = ḡ ± Δg
g = (9,310 ± 1,551) m/s2
Kesalahan relatif (KR) = Δg / g rata-rata × 100 % = 16,66 %
7
b. Perhitungan g berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.
No Panjang Tali L(cm)
Waktu ayun t(s)
Periode
T (s-1)
Perc. Gravitasi
g (m. s-2)g2
ḡ
(g rata-rata)
1 110 22 2,2 8,8 75,69
8,958
2 100 21,48 2,148 8,547 73,1
3 90 19,71 1,971 9,136 83,46
4 80 18,42 1,842 9,308 86,63
5 70 17,52 1,752 9,003 81,1
Jumlah ( ) 44,764 399,98
Δ g =
=
= 1,489
g = ḡ ± Δg
g = (8,958 ± 1,489) m/s2
Kesalahan relatif (KR) = Δg / g rata-rata × 100 % = 16,62 %
8
3. HASIL PERCOBAAN KEGIATAN 2
NO KETINGGIAN WAKTU
( h ) meter ( t ) sekon
1 0,95 m 0,52
2 1 m 0,53
3 1,5 m 0,57
4 3 m 0,65
4. ANALISA DATA KEGIATAN 2
NOKETINGGIAN WAKTU PER.GRA
g2 ḡ( h ) meter ( t ) sekon ( g ) m/s2
1 0,95 0,52 7,0 49,5
9,5
2 1 0,53 7,1 51,0
3 1,5 0,57 9,4 87,9
4 3 0,65 14,3 204,1
9
NoKetinggian h(meter)
Waktu t(sekon)
Perc. Gravitasi
g (m. s-2)g2
ḡ
(g rata-rata)
1 0,95 0,52 7,0 49,5
9,5
2 1 0,53 7,1 51,0
3 1,5 0,57 9,4 87,9
4 3 0,65 14,3 204,1
Jumlah ( ) 37,8 392,5
Δ g =
=
= 1,7
g = ḡ ± Δg
g = (9,5 ± 1,7) m/s2
Kesalahan relatif (KR) = Δg / g rata-rata × 100 % = 17,9 %
10
Grafik antara Massa Bandul dengan g (percepatan grafitasi)
Ket : Grafik di atas berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm.
Grafik antara Panjang Tali dengan g (percepatan grafitasi)
Ket : Grafik di atas berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.
11
Grafik antara h (Tinggi Jatuh) vs g (percepatan grafitasi)
Ket : Grafik di atas berdasarkan data percobaan variasi Tinggi Jatuh (h) dengan massa benda jatuh sama (sebuah kelereng).
-o0o-
12
BAB IVPENUTUP
1. KESIMPULAN
Nilai percepatan gravitasi di lokasi kegiatan adalah :
a. berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm, adalah sebesar:
g = (9,310 ± 1,551) m/s2
Kesalahan relatif 16,66 %
< dari pada 9,8 m/s2
b. berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr.
g = (8,958 ± 1,489) m/s2
Kesalahan relatif 16,62 %
< dari pada 9,8 m/s2
c. berdasarkan data percobaan variasi Tinggi Jatuh (h) dengan massa benda jatuh sama (sebuah kelereng).
g = (9,5 ± 1,7) m/s2
Kesalahan relatif 17,9 %
< dari pada 9,8 m/s2
Nilai g di lokasi kegiatan, berdasarkan data percobaan variasi massa beban (m) dengan Panjang Tali tetap sepanjang 104 cm, lebih kecil daripada nilai g yang telah ditetapkan.
Nilai g di lokasi kegiatan, berdasarkan data percobaan variasi Panjang Tali (L) dengan massa beban tetap sebesar 990 gr, lebih kecil daripada nilai g yang telah ditetapkan.
13
Nilai g di lokasi kegiatan, berdasarkan data percobaan variasi Tinggi Jatuh (h) dengan massa benda jatuh sama (sebuah kelereng)., lebih kecil daripada nilai g yang telah ditetapkan.
Setelah melakukan percobaan pengukuran percepatan gravitasi di atas dengan memvariasikan massa benda dan panjang tali, didapatkan perbedaan yang cukup besar antara percobaan kegiatan 1 (dengan ayunan bandul) dan kegiatan 2 (dengan jatuh bebas kelereng) dari ketetapan g = 9,8 m/s2. Hal ini disebabkan beberapa faktor antara lain kecepatan angin di daerah pantai relatif besar, selain itu penyebab yang kedua adalah letak lokasi percobaan yang berada di daerah Pacitan ( 8º 17' Lintang Selatan). karena jarak dari katulistiwa semakin jauh maka percepatan gravitasi bumi semakin kecil.
Percepatan gravitasi bumi dapat dipengaruhi beberapa faktor yang menyebabkan percepatan tersebut dapat berberbeda di beberapa tempat,
Selain letak tempat itu sendiri, pada saat melakukan percobaan diketahui, faktor – faktor yang mempengaruhi percepatan gravitasi dipengaruhi adalah:
Panjang tali (l). Periode benda saat berayun(T). Hambatan udara. Gesekan bandul terhadap benda lain. Kesalahan yang dilakukan oleh pengujicoba dalam melakukan
penghitungan pada saat penelitian. Kurang stabilnya posisi tiang penyangga/statif yang digunakan pada saat
penelitian.
Analisa terhadap variabel yang mempengaruhi pada Kegiatan 1 (variasi massa) terlihat sebagai berikut:
No. m (gram)
T (detik) | m - mrata-rata | | T - Trata-rata |
1 270 2,1 144 0
2 300 2,1 114 0
3 300 2,1 114 0
4 300 2,1 114 0
5 900 2,1 486 0
Jumlah 972 0
14
Berdasarkan data percobaan dengan variasi massa beban, kami berpendapat
bahwa massa benda tidak berpengaruh terhadap periode (T). Hal ini dapat terlihat
bahwa dari setiap variasi beban massa, selisih setiap T yang didapat dengan rata-
ratanya ( | T - Trata-rata | ) bernilai nol, dibandingkan dengan selisih setiap variasi massa
dengan rata-ratanya ( | M - Mrata-rata | ).
Adanya perbedaan kecil periode dalam setiap percobaan dengan variasi massa
beban mungkin disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:
adanya ketidaktepatan waktu mulai dan/atau memberhentikan stopwatch
ketika 10 getaran sudah tercapai.
Bandul tidak diperiksa sudah berayun dengan benar atau belum
(bergerak kerucut, miring dsb).
Analisa terhadap variabel yang mempengaruhi pada Kegiatan 1 (variasi panjang tali) terlihat sebagai berikut:
Berdasarkan data percobaan dengan variasi Panjang Tali, kami berpendapat
bahwa Panjang tali tidak berpengaruh terhadap periode (T). Hal ini dapat terlihat
bahwa dari setiap variasi beban massa, selisih setiap T yang didapat dengan rata-
ratanya ( | T - Trata-rata | ) bernilai kecil, dibandingkan dengan selisih setiap variasi massa
dengan rata-ratanya ( | L - Lrata-rata | ).
Adanya perbedaan kecil periode dalam setiap percobaan dengan variasi
Panjang tali mungkin disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:
adanya hambatan udara terhadap gerakan tali,
Ketebalan tali mempengaruhi kecepatan ayunan.
15
No.Panjang Tali (L)
T (detik)
| L - Lrata-rata | | T - Trata-rata |
1 110 2,20 20 0,22
2 100 2,15 10 0,17
3 90 1,97 0 0,01
4 80 1,84 10 0,14
5 70 1,75 20 0,23
Jumlah 60 0,77
Analisa terhadap variabel yang mempengaruhi pada Kegiatan 3 (variasi tinggi jatuh) terlihat sebagai berikut:
NoKetinggian
h(meter)
Waktu
t(sekon)| h - hrata-rata | | t - trata-rata |
1 0,95 0,52 0,6625 0,05
2 1 0,53 0,6125 0,04
3 1,5 0,57 0,1125 0,00
4 3 0,65 1,3875 0,08
Jumlah 2,775 0,17
Berdasarkan data percobaan dengan variasi tinggi jatuh (h), kami berpendapat
bahwa waktu jatuh (t) sangat terpengaruh oleh tinggi jatuh(h). Hal ini dapat terlihat
bahwa dari setiap variasi tinggi jatuh (h), selisih setiap h yang didapat dengan rata-
ratanya ( | h – h rata-rata | ) bernilai cukup besar, dibandingkan dengan selisih setiap
variasi waktu jatuh dengan rata-ratanya ( | t - trata-rata | ).
Adanya perbedaan kecil waktu jatuh dalam setiap percobaan dengan variasi
tinggi jatuh mungkin disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:
adanya hambatan udara terhadap gerakan jatuh kelereng
kesalahan baca pada pengukur waktu
ketidak tepatan dalam memulai menjatuhkan kelereng,
2. SARAN
Perlu dilakukan pelatihan (Gladi bersih) penggunaan perlatan percobaan sebelum dilakukan kegiatan Out bond
Mengingat pentingnya kegiatan ini, perlu diagendakan Outbond bersama dengan Kelas Akselerasi SLTA se-kabupaten Wonogiri.
-o0o-
16
DAFTAR PUSTAKA
- Kanginan, Marthen. 1996. Fisika SMA, Jakarta. Penerbit Erlangga
- www.gurumuda.com/gerak-jatuh-bebas-gjb
- id.wikipedia.org/wiki/Gerak_jatuh_bebas
-o0o-
17