EKSPERIMEN GELOMBANG

GETARAN TERGANDENG

Oleh:

Ekonita Yulia R. (4201412035)

Jotti Karunawan (4201412037)

Fayeza Camalia (4201412076)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

SEMARANG

2014

GETARAN PEGAS TERGANDENG

A. Tujuan1. Menentukan konstanta pegas pada sistem pegas tergandeng

B. Landasan TeoriGerak harmonik sederhana adalah gerak osilasi yang periodic dan tidak pernah

teredam yang biasanya mengikuti Hukum Hooke (bahwa gaya akan berbanding lurus

dengan perubahan gerak) gerak harmonic secara umum terdiri atas gerak harmonic

sederhana dan gerak harmonic teredam.

Gerak harmonic sederhana adalah gerak periodic dengan lintasan yang ditempuh

selalu sama(tetap). Gerak harmonic sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk

sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodic tertentu. Gerak

periodic adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval

waktu tetap. Gerak harmonic sederhana dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu :

a. Gerak harmonic sederhana linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi

air raksa/air dalam pipa U, gerak horizontal atau vertical dalam pegas, dan

sebagainya.

b. Gerak harmonic sederhana angular, misalnya gerak bandul, bandul fisis, osilasi

ayunan torsi, dan sebagainya.

System pegas adalah sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan diberi massa

pada ujungnya dan diberi simpangan sehingga membentuk gerak harmonic. Gaya yang

berpengaruh pada system pegas adalah gaya Hooke. Gerak harmonic sederhana

disebabkan oleh gaya pemulih atau gaya balik linier (F), yaitu resultan gaya yang arahnya

selalu menuju titik kesetimbangan dan besarnya sebanding dengan simpangannya, dimana

arah gaya selalu berlawanan dengan arah simpangannya. Sehingga Hukum Hooke :

Dimana :

k = ketetapan gaya/konstanta pegas

x = simpangan (m)

F = gaya pemulih (N)

Kemudian kita tinjau getaran dengan gandengan pegas identik seperti ditunjukan pada

gambar 1.14.berdasarkan gambar tersebut dapat dituliskan persamaan gerak untuk a dan b

secara terpisah sebagai berikut:

xa xb

Gambar 1.14. Getaran bergandeng dalam a). Kedudukan setimbang,

b). Kedudukan umum,

k k km m

Fp

Benda a : (1.65)

Benda b : (1.66)

Persamaan diferensial (1.65) dan (1.66) tidak bebas satu dari yang lain. Dengan menganggap

maka penjumlahan kedua persamaan tersebut adalah :

(1.67)

Penyelesaian persamaan (1.67) merupakan getaran pusat massa, sebagai berikut

x1(t) = xa (t)+ xb(t) = A1 cos (1t+1) (1.68)

Dengan yang dikenal dengan mode 1 atau mode rendah. Gerak getarannya seperti

ditunjukkan pada gambar (1.15). tampak bahwa getaran pegas tunggal, pegas penggandeng

hanya nerfungsi sebagai penyelaras getaran. Perpindahan masing-masing benda mempunyai

besar dan arah yang sama.

xa xb = xa

xa = xb

xb

Gambar 1,15 Getaran pusat massa

Jika persamaan (1.65) dan (1.66) dikurangkan, dan dengan menganggap bahwa

x2 = xa – xb

Hasil pengurangannya adalah

(1.69)

Penyelesaian persamaan (1.69) merupakan getaran relatif, sebagai berikut

x2(t) = xa(t) – xb(t) = A2 cos (2t + 2) (1.70)

dengan 2 = , yang dikenal dengan mode 2 atau mode tinggi. Gerak getarannya ditunjukkan

seperti pada Gambar 1.16. Frekunsi getaran relatif ini lebih besar dari pada frekuensi getaran pusat

massa. Perpindahan benda mempunyai besar yang sama tetapi arahnya berlawanan.

xa xb = xa

xa = xb xb

Gambar 1.16. Gerak getaran relatif

C. Alat dan Bahan1. Pegas2. Beban3. Stopwatch (ketelitian 0,05s)4. Neraca5. Mistar (ketelitian 0,5mm)

D. LANGKAH KERJA1. Menetukan Konstanta Pegas Teori

a. Menimbang massa beban.b. Merangkai alat seperti pada gambar

F

c. Menyimpangankan Pegas sejauh x.d. Hitung Konstanta Pegasnya.

2. Pegas disusun Seria. Menimbang massa beban.b. Merangkai alat seperti pada skema rangkaian dengan menggunakan tiga pegas

disusun secara seri.

c. Memberi simpangan pada pegas kearah samping.d. Melepaskan pegas sampai pegas berosilasi.

e. Menghitung waktu getaran untuk 10 kali osilasi.f. Menganti ketiga massa beban sebnayak 8 kali.g. Mengulangi langkah c-f dengan memberi simpangan kearah tengah.

E. RANCANGAN DATA PENGAMATAN

A. Getaran pegas disimpangankan kesamping

No. mb(kg) t(s) T(s) T2 (s2)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

B. Getaran pegas disimpangankanketengah

No. mb(kg) t(s) T(s) T2 (s2)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

F. Analisis Data

Sumbu y m sumbu x

Tabel ralat grafik

No Sumbu x(kg) Sumbu y (sekon)

Grafik hubungan antara m dengan T2

tan =

tan =

tan =

tan =

.

k = (k tot

* Kesalahan relatif = x 100

* Ketelitian = 100% - KR%

G. REFERENSI

Giancoli.2001.Fisika Jilid I.Jakarta:Erlangga.

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga

Khanafiah,Siti,dkk.2007.FenomenaGelombang. Semarang.UNNES.

Tipler.1998.Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I.Jakarta:Erlangga.

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

http://azkamiru.files.wordpress.com/2010/01/fis-15_getaran_dan_gelombang1.pdfhttp://andikakuncacing.wordpress.com/2010/02/17/getaran/http://www.isekolah.org