PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN MAGNETIK … · Terdapat hubungan linear antara koefisien redaman magnetik terhadap besarnya medan magnet. ... 1. Penentuan Sudut Kemiringan Air Track

PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN MAGNETIK PADA MAGNET

YANG BERGERAK DI ATAS AIR TRACK MENGGUNAKAN ANALISA

VIDEO DENGAN SOFTWARE LOGGER PRO

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :

Natalia Peni Suharyanti

NIM: 121424013

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI



iv

LEMBAR PERSEMBAHAN

“ Tuhan Yesus selalu memberikan lebih dari

yang kita butuhkan dan takkan pernah

membiarkanku memanggul salibku sendirian”

Hasil karya dan perjuanganku, kupersembahkan untuk :

Tuhan Yesus Kristus

Babeku tersayang Paulus Suratno

Ibuku tercinta Yohana Fransiska Sumarni

Adikku tersayang Martha Dwi Wijayanti

Sahabatku terkasih Lidwina Kasih Radita

Teman setia Edward Arung

George dan Cee

Teman-teman Pendidikan Fisika 2012




vii

ABSTRAK

PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN MAGNETIK PADA MAGNET YANG

BERGERAK DI ATAS AIR TRACK MENGGUNAKAN ANALISA VIDEO DENGAN

SOFTWARE LOGGER PRO

Telah dilakukan penelitian untuk menunjukkan peristiwa redaman magnetik. Peristiwa

redaman diamati pada glider bermagnet yang bergerak di atas air track yang bersifat konduktor.

Untuk menunjukkan peristiwa redaman magnetik, gerak glider bermagnet direkam menggunakan

kamera Canon 600D yang hasilnya kemudian dianalisa menggunakan software logger pro.

Grafik posisi terhadap waktu untuk gerak glider tanpa magnet dibandingkan dengan gerak

glider bermagnet. Penelitian bertujuan untuk menyelidiki pengaruh medan magnet terhadap gaya

redaman magnetik. Gaya redaman magnetik dapat ditunjukkan dari besarnya koefisien redaman

magnetik. Dari hasil percobaan didapatkan bahwa semakin besar medan magnet yang diberikan

maka gaya redaman magnetiknya semakin besar. Hal ini dapat terlihat dari koefisien redaman

magnetiknya untuk glider dengan tambahan 1 magnet sampai 4 magnet berturut-turut adalah

(0,16 ± 0,02) s-1

; (0,22 ± 0,02 s-1

; (0,29 ± 0,03) s-1

; (0,32 ± 0,03) s-1

. Terdapat hubungan linear

antara koefisien redaman magnetik terhadap besarnya medan magnet.

Kata kunci : gaya redaman magnetik, koefisien redaman magnetik, kecepatan terminal,

software logger pro


viii

ABSTRACT

THE MEASUREMENT OF MAGNETIC DAMPING COEFFICIENT IN MOVING

MAGNET ON AIR TRACK USING SOFTWARE LOGGER PRO VIDEO ANALYSIS

It has been conducted an research that shows magnetic damping. It was observed by

looking at the magnet fixed on the glider that moving on the conductor air track. The magnet

fixed on the glider movements were recorded using camera Canon 600D, then the results were

analysed using logger pro software. The graph Position vs Time from glider movements without

magnets was compared with magnet fixed on the glider. The purpose of this research is to find

out the influence of magnetic field towards magnetic damping force. Magnetic damping force

can be determine by looking at the magnetic damping coefficient. This research shows that the

greater magnetic field will also make the greater magnetic damping force. The magnetic

damping coefficient can be seen through the glider 1 magnet to 4 magnets. The magnetic

damping coefficient are (0.16 ± 0.02) s-1

;(0.22 ± 0.02) s-1

; (0.29 ± 0.03) s-1

; (0.32 ± 0.03) s-1

. It

shows that there is a linear relation between magnetic damping coefficient vs magnetic field.

Key words: magnetic damping force, magnetic damping coefficient, terminal velocity, logger

pro software


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas rahmat dan berkatNya yang begitu

melimpah dan cinta yang begitu luar biasa. Berkat kasihNya yang luar biasa melimpah,

penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Karena cintanya pula skripsi yang

berjudul “PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN MAGNETIK PADA MAGNET

YANG BERGERAK DI ATAS AIR TRACK MENGGUNAKAN ANALISA VIDEO

DENGAN SOFTWARE LOGGER PRO” dapat berjalan dengan baik dan terselesaikan dengan

baik. Penelitian skripsi ini merupakan salah satu syarat guna memperoleh gelar sarjana

pendidikan untuk Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu pendidikan.

Penulisan dan penelitian ini bias terselesaikan dengan baik bukan hanya karena penulis

saja, melainkan banyak pihak yang senantiasa membantu serta memberi dukungan kepada

penulis. Ucapan terimakasih yang begitu dalam diucapkan kepada :

1. Dr. Ign. Edi Santosa, M.S, selaku dosen pembimbing yang senantiasa dengan tulus hati

membimbing, meluangkan waktu, memotivasi, mengarahkan, mendengarkan kesulitan

yang dialami tentang penelitian ini serta memberikan solusi terbaiknya.

2. Petrus Ngadiono selaku laboran yang selalu membantu dalam pengadaan alat, memberi

saran terhadap kesulitan dalam pemilihan alat.

3. Ibu Sri Agustini dan bapak Severinus Domi selaku DPA yang selalu membimbing dan

memantau perkembangan skripsi mahasiswanya serta ucapan terimakasih untuk dosen-

dosen Pendidikan Fisika atas segala bimbingannya dalam membantu kelancaran

penelitian.

4. Dosen-dosen Pendidikan Fisika yang telah membantu saya dalam perkuliahan selama 4

tahun ini.

5. Babe dan Ibuk tersayang dirumah, Paulus Suratno dan Yohana Fransiska sumarni yang

selalu mendoakan serta memberikan kasih sayangnya dalam memberikan semangat dan

dukungan kepada penulis.

6. Adikku tercinta Martha Dwi Wijayanti yang selalu mengingatkanku untuk pantang

menyerah dan memberikan dukungan serta motivasi.

7. Nenekku tercinta, Bulik Sugi, Om Gaspar, Andre dan Dami, keluargaku yang senantiasa

mendukukung penyusunan skripsi selama di rumah.

8. Sahabatku tercinta Lidwina Kasih Radita yang selalu mengingatkanku untuk tetap setia

dalam menyelesaikan penelitian ini.

9. Edward Arung, orang yang selalu menemani saat penelitian dan penyusunan laporan,

membantu memberi saran, memotivasi serta mendengarkan kesuliatan-kesulitan yang

saya alami.

10. Lisa Ratna Sary, Beatrix Elvi Dasilva, Yovita Claudia, Hermana Cardayo, Fidelia

Destyari Dyan Irianti, dan Fransiska Ernawati yang selalu menyemangati saya dan

menjadi temn terbaik saya. Gregorius Adi rahmat Sahu dan Blasius Trisna Hermawan



xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................................ iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS .................................................. v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN ...................................................................... vi

ABSTRAK ................................................................................................................................. vii

ABSTRACT ................................................................................................................................. viii

HALAMAN KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix

HALAMAN DAFTAR ISI ........................................................................................................ xi

HALAMAN DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii

HALAMAN DAFTAR GAMBAR............................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. xvi

BAB I. PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1

A. Latar Belakang .......................................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah ..................................................................................................... 4

C. Batasan Masalah ........................................................................................................ 4

D. Tujuan Penelitian ...................................................................................................... 4

E. Manfaat Penelitian ..................................................................................................... 4

F. Sistematika Penulisan ................................................................................................ 6

BAB II. KAJIAN PUSTAKA .................................................................................................... 8

A. Medan Magnet .......................................................................................................... 8

B. Hukum Lenz dan Arus Induksi ................................................................................. 11


xii

C. Gerak Benda di atas Konduktor ............................................................................... 14

BAB III. EKSPERIMEN ............................................................................................... 21

A. Penyusunan Alat .................................................................................... 21

B. Pengukuran Medan Magnet ................................................................... 23

C. Pengukuran Sudut Kemiringan Air Track Menggunakan Software

Logger Pro ............................................................................................. 23

D. Perekaman Gerak Magnet ...................................................................... 28

E. Analisa Data Menggunakan Software Logger Pro ................................ 31

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................................. 36

A. Hasil Penelitian ............................................................................................ 37

1. Penentuan Sudut Kemiringan Air Track Untuk Percobaan ....... 37

2. Menunjukkan Gerak Teredam pada Magnet yang Bergerak di

atas Air Track ............................................................................. 44

3. Pengukuran Koefisien Redaman Magnetik ............................... 55

B. Pembahasan.................................................................................................. 57

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 66

A. Kesimpulan .................................................................................................. 66

B. Saran ............................................................................................................ 66

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 68

LAMPIRAN


xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 : Nilai sudut kemiringan air track yang pertama ......................................................40

Tabel 4.2 : Berbagai nilai sudut kemiringan air track ............................................................. 41

Tabel 4.3 : Nilai medan magnet untuk masing-masing jumlah magnet .................................. 55

Tabel 4.4 : Koefisien redaman magnetik untuk glider dengan tambahan 1 magnet ................ 56

Tabel 4.5 : Hubungan nilai koefisien redaman magnetik terhadap jumlah magnet ................. 57

Tabel 4.6 : Pengaruh medan magnet terhadap koefisien redaman magnetik ........................... 61


xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 : Garis gaya magnet dari suatu dipol magnet ............................................................ 8

Gambar 2.2 : Gaya tarik antara kutub utara dan kutub selatan ..................................................... 9

Gambar 2.3 : Gaya tolak antara kutub utara dan kutub utara ....................................................... 9

Gambar 2.4 : Gaya tolak-menolak antara kutub selatan dengan kutub selatan ............................ 10

Gambar 2.5 : Komponen medan magnet yang tegak lurus bidang .............................................. 10

Gambar 2.6 : Perubahan fluks pada magnet yang mendekati kumparan ...................................... 12

Gambar 2.7 : Perubahan fluks pada magnet yang menjauhi kumparan ........................................ 13

Gambar 2.8 : Penguraian gaya pada benda non magnet yang bergerak di atas konduktor dengan

sudut kemiringan tertentu ............................................................................................................. 15

Gambar 2.9 : Penguraian gaya pada magnet yang bergerak di atas konduktor dengan sudut

kemiringan tertentu ....................................................................................................................... 18

Gambar 3.1 : Susunan alat yang digunakan dalam melakukan eksperimen gerak magnet di atas

air track: ....................................................................................................................................... 21

Gambar 3.2 : Tampilan awal pada logger pro sebelum video hasil perekaman dimasukkan ...... 24

Gambar 3.3 : Tampilan set scale untuk memberikan nilai acuan ................................................. 24

Gambar 3.4 : Tampilan menu set origin untuk memberikan acuan pada gambar yang hendak di

analisa ........................................................................................................................................... 25

Gambar 3.5 : Tampilan add point (warna merah) set origin (warna biru) untuk mengukur

panjang suatu benda ...................................................................................................................... 26

Gambar 3.6 : Tampilan photo distance untuk mengukur sisi depan sudut kemiringan air track

....................................................................................................................................................... 26


xv

Gambar 3.7 : Panjang yang harus diukur guna mendapatkan sudut kemiringan air track .......... 27

Gambar 3.8 : Tampilan logger pro saat memilih menu insert movie............................................ 32

Gambar 3.9 : Tampilan set scale untuk memberikan nilai acuan ................................................. 33

Gambar 3.10 : Tampilan set origin .............................................................................................. 33

Gambar 3.11 : Tampilan add point untuk memberikan titik pada posisi gerak terhadap waktu .. 34

Gambar 3.12 : Tampilan awal menu curve fit untuk memfiting grafik ........................................ 35

Gambar 3.13 : Tampilan untuk define function .......................................................................... 35

Gambar 3.14 : Tampilan untuk memasukkan persamaan yang akan digunakan untuk mem-fit .. 36

Gambar 3.15 : Tampilan akhir hasil fit ......................................................................................... 36

Gambar 4.1 : Pengukuran sisi a dan b untuk mengetahui nilai sudut kemiringan air track ........ 39

Gambar 4.2 : Grafik posisi terhadap waktu untuk berbagai nilai sudut kemiringan air track .... 42

Gambar 4.3: Grafik posisi terhadap waktu glider tanpa magnet ................................................. 46

Gambar 4.4 : Grafik kecepatan glider terhadap waktu ................................................................. 47

Gambar 4.5 : Grafik posisi terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 1 magnet ................. 48

Gambar 4.6 : Grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet dan berbagai tambahan

magnet pada glider ........................................................................................................................ 49

Gambar 4.7 : Grafik kecepatan glider dengan tambahan 2 magnet terhadap waktu ................... 51

Gambar 4.8 : Grafik kecepatan glider dengan tambahan 3 magnet terhadap waktu .................... 52

Gambar 4.9 : Grafik kecepatan glider dengan tambahan 4 magnet terhadap waktu .................... 53

Gambar 4.10 : Grafik koefisien redaman magnetik terhadap medan magnet ............................... 62


xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Grafik posisi terhadap waktu untuk gerak glider tanpa magnet dan glider

bermagnet dengan sudut kemiringan (1,2±0,1)

Lampiran 2 : Grafik posisi terhadap waktu untuk berbagai nilai sudut kemiringan

Lampiran 3 : Grafik kecepatan terhadap waktu gerak glider tanpa magnet dan glider

bermagnet dengan sudut kemiringan (1,2±0,1)

Lampiran 4 : Nilai koefisien redaman magnetik untuk berbagai nilai medan magnet

Lampiran 5 : Nilai sudut kemiringan air track


1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Penerapan pengereman magnetik telah digunakan dalam kehidupan

sehari-hari pada beberapa kendaraan transit cepat bertenaga listrik seperti

pengereman pada kereta listrik [Young, 2000]. Perkembangan ini tentu

berangkat dari berbagai pengembangan dan inovasi dalam lingkup ilmu

pengetahuan, khususnya dibidang Fisika. Elektromagnet besar akan

ditempatkan pada gerbong diatas rel. Arus pusar akan diinduksikan dalam rel

oleh gerak magnet tadi dan gaya magnetik yang dihasilkan memberikan gaya

hambat pada gerbong dan selanjutnya akan menghentikannya [Tipler, 2001].

Adanya pengereman magnetik ini berdasarkan pada hukum Lenz.

Magnet yang digerakkan mendekati atau menjauhi konduktor akan

menyebabkan perubahan fluks magnetik pada konduktor yang akan

membangkitkan ggl induksi pada konduktor. Hukum Lenz menyebutkan bahwa

ggl induksi akan membangkitkan arus induksi. Arah medan magnet dari arus

induksi sedemikian hingga melawan perubahan fluks magnetik. Sehingga

konduktor akan memiliki medan magnet yang berlawanan dengan medan

magnet penyebabnya dan kemudian terjadi interaksi tolak-menolak. Tolakan


2

inilah yang akan melawan gerak magnet. Gaya tolakan yang berlawanan

dengan gerak magnet disebut dengan gaya redaman magnetik.

Penelitian untuk menunjukkan adanya redaman magnetik telah

dilakukan dengan menggerakkan magnet di atas air track. Air track yang

digunakan berbahan alumunium yang bersifat konduktor, sehingga dapat

dikatakan magnet bergerak di atas air track sama dengan bergerak di atas

konduktor. Air track digunakan untuk mengurangi gesekan dengan permukaan

konduktor. Pengukuran gerak magnet dilakukan dengan menggunakan

photogate. Beberapa photogate diletakkan pada lintasan air track dengan jarak

tertentu dari masing-masing photogate. Pengukuran menggunakan photogate

didapatkan data kecepatan rata-rata magnet selama melewati photogate [Xie,

2006].

Penelitian lain dilakukan dengan cara menggerakkan magnet di atas

permukaan alumunium dan kaca. Magnet langsung digerakkan di atas

permukaan kaca yang dimiringkan. Pengukuran dilakukan dengan cara

merekam gerak magnet menggunakan video sehingga diperoleh data secara

lengkap dan menyeluruh. Selanjutnya hasil perekaman dianalisa menggunakan

software logger pro [Bekti, 2015]. Permukaan kaca ditempatkan di atas

alumunium untuk mengurangi gesekan bila magnet langsung digerakkan di atas

permukaan alumunium. Walaupun demikian, gaya gesek permukaan kaca

dengan magnet tetap mempengaruhi gerak magnet sehingga proses redaman

magnetik sulit teramati. Gesekan antara permukaan kaca dengan magnet yang


3

bergerak tidak dapat diabaikan seperti pada percobaan Xie yang mengabaikan

gesekan udara sehingga akan mempengaruhi pengambilan data karena gaya

yang melawan gerak magnet bukan saja gaya redaman magnetik tetapi juga

gaya gesek magnet dengan permukaan kaca. Keterbatasan dalam penelitian ini

adalah adanya gesekan permukaan yang mempengaruhi gerak magnet dan

menggunakan sudut kemiringan bidang yang besar sehingga proses redaman

magnetik akan lebih sulit teramati. Penelitian lain dilakukan dengan

menggerakkan magnet di atas air track. Pengambilan data dilakukan dengan

perekaman menggunakan video. Dari hasil analisa video diperoleh grafik posisi

magnet terhadap waktu yang kemudian dianalisa untuk menunjukkan adanya

peristiwa redaman magnetik [Vidaurre, 2008].

Perekaman menggunakan video tentu bukan hal baru bagi setiap orang

di era kemajuan teknologi yang semakin pesat. Perekaman menggunakan video

dapat dilakukan oleh setiap orang baik menggunakan handycam, kamera digital

ataupun kamera smartphone. Dari hasil perekaman dapat diperoleh video yang

mengambarkan proses terjadinya suatu peristiwa. Penggunaan software logger

pro akan mempermudah analisa data yang berupa video.

Selain itu eksperimen menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik

bisa menjelaskan prinsip hukum Lenz dengan praktikum. Pembelajaran materi

hukum Lenz di SMA kurang mendalam dan jarang dilakukan praktikum untuk

pokok bahasan ini. Melalui penelitian ini siswa dapat belajar materi hukum


4

Lenz melalui percobaan secara langsung dan dapat menemukan suatu gejala

peristiwa redaman magnetik. Selain digunakan untuk mengajarkan materi

hukum Lenz dengan cara praktik, penggunaan video dan foto dalam

pengambilan data, juga dapat digunakan untuk praktikum percobaan lain.

Misalnya untuk mengamati gerak benda bisa dilakukan dengan merekam proses

gerak benda untuk mengetahui jenis gerak benda. Setelah itu untuk

mendapatkan data, hasil perekaman dianalisa menggunakan software logger

pro.

Berdasarkan uraian di atas, penelitian ini akan dilakukan untuk

menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik yang akan dilakukan dengan

cara menggerakkan magnet di atas air track. Pengambilan data dilakukan

dengan perekaman video menggunakan kamera. Video hasil perekaman

kemudian di analisa menggunakan software logger pro.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara menunjukkan peristiwa redaman magnetik

menggunakan video?

2. Bagaimana pengaruh medan magnet terhadap gaya redaman magnetik ?

3. Bagaimana cara mengukur koefisien redaman magnetik pada gerak

magnet yang teredam?


5

C. Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah dari penelitian ini, ada beberapa hal

yang menjadi batasan maslah dalam peneltitian ini, yaitu:

1. Konduktor yang digunakan dalam penelitian ini adalah air track yang

berbahan alumunium dengan panjang 1,479 m.

2. Magnet yang digunakan dalam peneltian adalah magnet NdFeB

3. Pemberat yang digunakan adalah plastisin yang bersifat non

feromagnetik.

4. Analisa video yang digunakan menggunakan analisis video dengan

software logger pro.

D. Tujuan Penelitian

1. Menunjukkan peristiwa redaman magnetik menggunakan video

2. Menunjukkan pengaruh medan magnet terhadap gaya redaman

magnetik

3. Mengukur koefisien redaman magnetik

E. Manfaat Penelitian

1. Bagi Peneliti

a. Mampu memilih dan mengunakan alat yang tepat dan sesuai

untuk melakukan pengukuran gaya redaman magnetik.


6

b. Mampu mengembangkan kemampuan dalam menggunakan

software LoggerPro sehingga analisa data yang didapat menjadi

maksimal.

c. Membuktikan adanya peristiwa redaman magnetik menggunakan

perekaman video secara sederhana.

2. Bagi Pembaca

a. Mengetahui adanya peristiwa redaman yang terjadi karena

adanya magnet yang bergerak di atas konduktor.

b. Menggunakan perekaman video dan analisa menggunakan

software logger pro sebagai salah satu cara dalam meneliti suatu

peristiwa fisika

c. Mengajarkan materi tentang hukum Lenz dan gaya redaman

magnetik di sekolah sehingga siswa lebih memahami materi

pembelajaran dengan langsung melakukan penelitian sendiri.

F. Sistematika Penelitian

1. BAB I Pendahuluan

BAB I ini akan mengarahkan kita pada latar belakang penelitian, tujuan

penelitian, rumusan masalah, batasan masalah dalam penelitian ini,

manfaat penelitian dan sistematika penelitian.

2. BAB II Dasar Teori

BAB II akan menunjukkan teori yang digunakan dalam penelitian ini.

Dalam hal ini, BAB II berisi teori yang mendukung penelitian yaitu


7

mengenai medan magnet, Fluks medan magnet, hukum Lenz, dan gerak

magnet di atas konduktor.

3. BAB III Metodologi Penelitian

BAB III mengarahkan prosedur penelitian yang digunakan serta

bagaimana cara menganalisa data yang telah didapatkan.

4. BAB IV Hasil dan Analisa

BAB IV menyajikan data yang telah didapatkan serta membahas data

yang telah dianalisa sebelumnya yang kemudian dicocokan dengan teori

yang digunakan.

5. BAB V Penutup

BAB V berisi kesimpulan dan saran untuk penelitian lanjutan.


8

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Medan Magnet

Magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan.

Daerah disekitar magnet disebut dengan medan magnet. Medan magnet

suatu magnet permanen diakibatkan karena gerak elektron di dalam

bahan. Elektron yang bergerak di dalam suatu bahan akan menghasilkan

arus listrik. Seperti yang disebutkan dalam hukum Biot Savart bahwa di

sekitar arus listrik terdapat medan magnet, maka disekitar arus listrik

karena gerak elektron tersebut akan terdapat medan magnet. Medan

magnet inilah yang disebut medan magnet permanen dari suatu magnet

[Halliday, 2005] .

Besarnya medan magnet ditunjukkan dari garis gaya magnet.

Garis gaya magnet keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan.

Garis gaya yang semakin rapat menunjukkan bahwa medan magnetnya

semakin besar. Hal ini dapat terlihat pada gambar 2.1 dibawah ini:

Gambar 2.1 Garis gaya magnet dari suatu dipol magnet


9

Gaya magnet akan terlihat bila suatu magnet didekatkan pada

magnet lain. Gaya magnetik berupa tarikan ataupun tolakan yang terjadi

bila 2 kutub magnet saling didekatkan. Tarikan dan tolakan tersebut

dihasilkan karena interaksi 2 magnet [Bueche, 2006]. Bila kutub magnet

yang berbeda jenis berhadapan, akan terjadi interaksi tarik-menarik

terlihat pada gambar 2.2:

Gambar 2.2 Gaya tarik antara kutub utara dan kutub selatan

Sedangkan interaksi tolak-menolak terjadi jika kutub magnet

yang berhadapan berbeda jenis. Interaksi tolak-menolak ditunjukkan

pada gambar 2.3 dan 2.4:

Gambar 2.3 Gaya tolak-menolak antara kutub utara dan kutub utara

Gambar 2.4 Gaya tolak-menolak antara kutub selatan dengan kutub selatan


10

Fluks magnetik merupakan banyaknya suatu garis gaya magnet

yang menembus suatu permukaan. Misalnya suatu magnet didekatkan

pada kumparan, garis medan magnet akan menembus kumparan

tersebut. Fluks magnetik ada karena garis gaya magnet yang menembus

kumparan. Saat magnet semakin dekat dengan kumparan maka semakin

bertambah jumlah fluks magnetiknya [Bresnick, 2002].

Gambar 2.5 Komponen medan magnet yang tegak lurus bidang

Fluks magnetik akan bernilai maksimal bila medan magnet yang

menembus suatu luasan permukaan secara tegak lurus atau membentuk

sudut 0 terhadap garis normal permukaan. Besarnya fluks magnetik

dinyatakan dalam persamaan (2.1):

= ∮ ⃗⃗ ⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗ = ∮ (2.1)

ө

n

Luas

(A)

B


11

adalah fluks magnetik dan adalah elemen luasan

permukaan, merupakan sudut antara medan magnet ⃗ dengan garis

normal permukaan yang ditembus garis gaya magnet.

B. Hukum Lenz dan Arus Induksi

Magnet yang didekatkan pada kumparan menyebabkan semakin

banyak garis gaya magnet yang menembus suatu permukaan kumparan

yang akan mengakibatkan terjadinya perubahan fluks. Perubahan fluks

magnetik ini akan membangkitkan GGL induksi [Giancolii, 2001]. Hal

ini dinyatakan dalam hukum Faraday pada persamaan (2.2):

Ɛ = -

(2.2)

dengan, Ɛ : ggl induksi

: perubahan fluks magnetik

: perubahan waktu

Tanda negatif menunjukkan bahwa arah medan magnet dari

arus induksi sedemikian hingga melawan perubahan fluks magnetik.

Jika fluks magnetik bertambah pada suatu kumparan, arus yang

dihasilkan oleh ggl induksi akan membangkitkan fluks yang cenderung

meniadakan fluks yang bertambah dan sebaliknya. [ Bueche, 2006]


12

Hukum Lenz dapat ditunjukkan melalui percobaan

menggerakkan magnet mendekati kumparan yang terlihat pada gambar

2.6:

Gambar 2.6 Perubahan fluks pada magnet yang mendekati kumparan

Ketika magnet mendekati kumparan maka fluks magnetik pada

kumparan akan bertambah. Gambar 2.6 menunjukkan bahwa kutub

utara magnet mendekati kumparan, garis gayanya akan masuk ke

kumparan. Karena fluks magnetik yang semakin bertambah

menyebabkan timbulnya ggl induksi. Ggl induksi akan membangkitkan

arus induksi. Medan magnet dari arus induksi sedemikian hingga

melawan perubahan fluks magnetik. Karena fluks magnetiknya

bertambah maka arah medan magnetnya sedemikian hingga melawan

pertambahan fluks magnetik. Supaya melawan pertambahan fluks

magnetik maka arah medan magnetiknya harus berlawanan dengan arah

garis gaya magnet yaitu ke atas. Menurut hukum Biot Savart maka arah

arus induksinya akan mengikuti aturan tangan kanan. Karena arah


13

medan magnet ditunjukkan dengan arah ibu jari yaitu ke atas, maka arah

arus induksi mengikuti perputaran keempat jari yaitu berlawanan

dengan arah jarum jam. Karena medan magnet dari arus induksi yang

arahnya berlawanan dengan garis gaya magnet maka akan terjadi

interaksi tolakan.

Untuk magnet yang bergerak menjauhi kumparan ditunjukkan

pada gambar 2.7 :

Gambar 2.7 Perubahan fluks pada magnet yang menjauhi kumparan

Garis gaya magnet keluar dari kutub utara dan masuk ke kumparan.

Magnet yang semakin menjauhi kumparan menyebabkan fluks

magnetik pada kumparan berkurang akibatnya timbul ggl induksi pada

kumparan. Ggl induksi pada kumparan akan menyebabkan arus induksi.

Medan magnet dari arus induksi arahnya sedemikian hingga melawan

perubahan fluks magnetik. Karena fluks magnetiknya berkurang, maka

arah medan magnet sedemikian hingga melawan berkurangnya fluks


14

magnetik. Oleh sebab itu, arah medan magnet akan sama dengan arah

garis gaya magnetnya yaitu masuk ke kumparan dan arah arus

induksinya searah jarum jam.

C. Gerak Benda di atas Konduktor

Suatu benda dengan massa m ditempatkan di atas suatu permukaan

akan memiliki gaya berat dan gaya normal permukaan. Benda yang

dimaksud dikategorikan kedalam 2 hal yaitu benda non magnet dan

benda magnet.

1. Gerak benda non magnetik pada air track yang dimiringkan

Air track terbuat dari logam alumunium yang bersifat konduktor

dan juga bersifat non feromagnetik. Benda non magnet ditempatkan

pada konduktor dengan sudut kemiringan dari kondisi awalnya

diam. Karena kondisi awalnya diam maka kecepatan awalnya nol.

Komponen gaya-gaya yang bekerja pada benda non magnet dapat

dilihat pada gambar 2.8:


15

Gambar 2.8 Penguraian gaya pada benda non magnet yang bergerak di

atas konduktor dengan sudut kemiringan

Berdasarkan gambar 2.8 gaya yang mempengaruhi gerak benda

non magnet adalah W sin θ. Karena tidak ada gaya pelawan maka

gerak benda akan dipercepat hal ini sesuai dengan hukum Newton

II yang menyatakan bahwa bila suatu benda dikenai suatu resultan

gaya yang bukan nol maka benda bergerak dipercepat sesuai dengan

persamaan (2.3) [Tipler, 1998]:

∑ = m (2.3)

dengan, ∑ : resultan gaya

m : massa benda

: percepatan benda

: gaya berat benda

Posisi benda yang bergerak di atas bidang miring terhadap

waktu akan mengikuti persamaan:

= mg


16

(2.4)

dengan, x : posisi benda

x0 : posisi awal benda

: waktu

2. Gerak benda magnet di atas air track yang dimiringkan

Benda non magnet yang bergerak di atas konduktor yang miring

dengan sudut akan bergerak dipercepat karena adanya gaya W sin

θ. Namun bila benda magnet yang bergerak di atas konduktor yang

dimiringkan maka akan ada gaya lain yang mempengaruhi yaitu

gaya redaman magnetik.

Seperti halnya pada magnet yang digerakkan mendekati

kumparan, magnet yang bergerak di atas konduktor juga akan

mengakibatkan timbulnya elektromagnet. Elektromagnet dan

magnet permanen tersebut akan berinteraksi tolak-menolak. Tolakan

inilah yang akan menyebabkan gaya redaman magnetik.

Bila pada kumparan arus akan mengalir di sepanjang kumparan,

namun pada konduktor, arus induksi akan berputar di dalam

konduktor membentuk arus pusar. Gaya tolak tersebut akan

menghasilkan gaya redaman magnetik yang dirumuskan pada

persamaan (2.5) [Vidaurre, 2008]:

(2.5)


17

=mg

dengan , : gaya redaman magnetik

: koefisien redaman magnetik

m : massa sistem

v : kecepatan magnet

Tanda negatif menunjukkan bahwa arah gaya redaman

magnetik berlawanan dengan arah gerak magnet. Penguraian gaya-

gaya yang bekerja pada magnet yang ditempatkan di atas konduktor

yang dimiringkan terlihat pada gambar 2.9 :

Gambar 2.9 Penguraian gaya pada magnet yang bergerak di atas konduktor

dengan sudut kemiringan

Penguraian gaya untuk magnet yang bergerak di atas konduktor

dengan sudut kemiringan ditunjukkan pada persamaan (2.6):

(2.6)


18

Tanda negatif pada persamaan (2.6) menunjukkan bahwa arah

gaya redaman magnetik berlawanan dengan arah gaya berat yang

sejajar bidang. Dari persamaan (2.6) dapat dituliskan menjadi:

(2.7)

dengan, : gravitasi bumi

(2.8)

(2.9)

dengan :

( )

(2.10)

( ) (

) (2.11)

Maka dari persamaan (2.10) yang disubstitusikan dengan persamaan

(2.9) didapatkan persamaan :

( ) (2.12)

( ) (2.13)


19

Kemudian persamaan (2.13) di integralkan dan didapatkan persamaan

(2.14):

(2.14)

Persamaan (2.14) kemudian dibagi dengan sehingga akan

didapatkan persamaan (2.15):

( )

(2.15)

dengan, (2.16)

Untuk maka didapatkan nilai K yaitu :

(2.17)

dengan,

(2.18)

Dengan mensubtitusikan persamaan (2.18) pada persamaan (2.17)

didapatkan persamaan:

(2.19)

: kecepatan terminal

: kecepatan awal

Untuk maka , akan didapatkan nilai persamaan kecepatan

terhadap waktu yaitu :


20

( )

( )

(2.20)

( ) (2.21)

Dengan, D =

( ) (2.22)

Untuk mendapatkan persamaan posisi terhadap waktu dengan

mengintegralkan persamaan (2.21) sehingga akan diperoleh persamaan (2.23)

[Anna Vidaurre, 2008] :

( )[ ( )] (2.23)

Dengan, x : posisi magnet


21

BAB III

EKSPERIMEN

Penelitian ini bertujuan untuk menunnjukkan adanya peristiwa redaman

magnetik dan mengetahui pengaruh medan magnet terhadap gaya redaman magnetik.

Tahap-tahap yang harus dilakukan untuk mencapai tujuan penelitian yaitu penyusunan

alat, pengukuran medan magnet, pengukuran sudut kemiringan air track menggunakan

software logger pro, Pengamatan gerak magnet dan analisa data menggunakan

software logger pro.

A. Penyusunan Alat

Penyusunan alat digunakan untuk mengamati adanya peristiwa redaman

serta mengetahui pengaruh besarnya medan magnet terhadap koefisien redaman

magnetik dan gaya redaman magnetik. Dalam penyusunan alat terdapat

beberapa bagian yang harus disusun seperti gambar (3.1) yaitu :

Gambar 3.1 Susunan alat yang digunakan dalam melakukan eksperimen gerak magnet di atas air track


22

a. Kamera

Kamera yang digunakan dalam perekaman adalah kamera Canon

600D.

b. Tripod

Digunakan untuk memposisikan kamera saat perekaman dilakukan.

c. Glider, magnet dan pemberat

Glider yang dimaksud digunakan sebagai kereta untuk tempat

magnet dan juga pemberat. Magnet yang digunakan adalah magnet

NdFeB dan pemberat yang digunakan merupakan plastisin..

d. Air track

Air track digunakan sebagai lintasan gerak magnet dan sebagai

konduktor yang bersifat nonferomagnetik. Bahan air track terbuat

dari alumunium yang bersifat sebagai konduktor.

e. Blower

Blower untuk memompa angin masuk ke dalam air track.

Air track yang digunakan sulit untuk dimiringkan maka digunakan

engsel yang berasal dari kayu untuk mengatur kemiringan sudut. Kemiringan

sudut pada air track diberikan dengan menggunakan balok pengganjal. Sudut

kemiringan diukur dengan menggunakan metode perbandingan. Balok

pengganjal yang digunakan memiliki tinggi 4,1 cm. Untuk berbagai nilai sudut

dilakukan dengan cara menggeser balok pengganjal sesuai dengan kemiringan

sudut yang akan diberikan pada air track.


23

B. Pengukuran Medan Magnet

Pengukuran medan magnet menggunakan sensor medan magnet dari

Vernier yang dihubungkan ke PC atau laptop yang sudah memilki software

logger pro. Pengukuran medan magnet dilakukan dengan menempatkan sensor

sejarak 1 cm dari magnet. Sensor medan magnet diletakkan 1 cm di atas

permukaan magnet dengan posisi tegak lurus terhadap permukaan magnet.

sensor diletakkan sejarak 1 cm dari magnet karena jarak antara magnet dengan

konduktor adalah 1cm. Jarak 1 cm ini merupakan ketebalan dari glider yang

menjadi tempat magnet.

Magnet yang digunakan dalam penelitian merupakan magnet NdFeB.

Pengukuran medan magnet dilakukan untuk 1 magnet, 2 magnet, 3 magnet dan

4 magnet. Hasil pengukuran akan didapatkan berbagai nilai medan magnet.

C. Pengukuran sudut kemiringan air track menggunakan software logger pro

Langkah-langkah yang dilakukan untuk mengukur sudut menggunakan

software logger pro adalah :

a. Membuka software logger pro kemudian memilih menu insert

kemudian memilih menu picture dan pilih file gambar yang hendak

dianalisa terlihat pada gambar 3.2:


24

Gambar 3.2 Tampilan awal pada logger pro sebelum gambar dimasukkan

b. Memilih ikon set scale, digunakan untuk memberikan skala pada

panjang lintasan air track yang digunakan dan kemudian tarik dari

ujung lintasan air track ke ujung yang lain. Kemudian memasukkan

nilai distance 1,479 m karena sebelumnya telah diukur panjang

lintasan air track yang ditandai pada bulatan merah pada gambar

3.3:

Gambar 3.3 Tampilan set scale untuk memberikan nilai acuan


25

c. Pilih set origin terlihat pada lingkaran merah gambar 3.4, digunakan

sebagai garis acuan tegak lurus.

Gambar 3.4 Tampilan menu set origin untuk memberikan acuan pada gambar yang

hendak di analisa

d. Kemudian pilih add point yang ditunjukkan oleh tanda berwarna

merah untuk memberi tanda. Dan memilih set origin yang

ditunjukkan oleh tanda berwarna biru untuk memberikan acuan

supaya tegak lurus dalam mengukur sisi tegaknya yang terlihat pada

gambar 3.5:


26

Gambar 3.5 Tampilan add point (warna merah) set origin (warna biru) yang

digunakan untuk pengukuran panjang

e. Setelah itu, kemudian pilih photo distance terlihat pada lingkaran

merah gambar 3.6 untuk mengukur sisi depan sudut:

Gambar 3.6 Tampilan photo distance untuk mengukur sisi depan sudut kemiringan air track


27

Setelah mengetahui panjang sisi masing-masing, kemudian sudut

kemiringan air track diketahui dengan menggunakan aturan sin θ yang


Gambar 3.7 Panjang yang harus diukur guna mendapatkan sudut kemiringan air track

sin θ =

Sehingga

θ = arc sin

Karena b merupakan panjang air track yang sudah diketahui

nilainya yaitu 1,479 m maka dapat dilakukan perhitungan guna

mengukur sudut kemiringan air track. Pengukuran sudut kemiringan air

track dilakukan dengan mengukur sudut pada air track menggunakan

bantuan analisa foto menggunakan software logger pro.


28

D. Pengamatan Gerak Magnet

Saat pengamatan gerak magnet, kamera harus diposisikan sejajar

dengan bidang yang akan direkam. Oleh sebab itu, air track diletakkan sejarak

tertentu dari dinding. Lensa kamera sejajar dengan permukaan dinding yang

digunakan sebagai bidang acuan. Hal ini diatur dengan memposisikan garis-

garis grid kamera supaya segaris dengan acuan dan hasil perekaman akan

menjadi terlihat sebidang.

Eksperimen yang dilakukan terbagi dalam 3 percobaan, yaitu percobaan

gerak glider bermagnet untuk berbagai nilai sudut kemiringan air track, gerak

glider tanpa magnet dan percobaan glider bermagnet untuk berbagai nilai

medan magnet. Percobaan gerak glider untuk berbagai nilai sudut dilakukan

untuk mendapatkan nilai sudut yang baik untuk melakukan percobaan.

Pengamatan glider tanpa magnet dilakukan dengan menggerakkan glider di

atas lintasan air track. untuk melihat peristiwa redaman magnetik, gerak glider

tanpa magnet dibandingkan dengan gerak glider yang diberi tambahan magnet.

glider yang diberi tambahan magnet di atasnya selanjutnya akan disebut dengan

glider bermagnet.

1. Percobaan berbagai sudut kemiringan air track

Percobaan berbagai nilai sudut kemiringan air track dlikaukan dengan

menggerakkan glider bermagnet di atas air track. percobaan ini dilakukan


29

beberapa kali dengan cara yang sama untuk berbegai nilai sudut kemiringan air

track. langkah-langkah dalam percobaan ini adalah:

a. Mengatur posisi sudut kemiringan air track.

b. Mengatur posisi kamera supaya sejajar dengan permukaan dinding

yang digunakan sebagai acuan.

c. Menempatkan glider bermagnet pada lintasan air track kemudian

mengatur skala blower pada skala 10.

d. Menekan tombol video sehingga perekaman dimulai.

e. Menekan tombol on pada blower sehingga glider dapat bergerak.

f. Setelah glider sampai di ujung air track maka perekaman dimatikan.

g. Mengulangi langkah f-h 3 kali.

h. Melakukan langkah g untuk berbegai nilai sudut kemiringan air

track.

2. Percobaan gerak glider tanpa magnet

Percobaan gerak glider tanpa magnet dilakukan dengan menggerakkan

glider di atas air track. Massa glider yang digunakan sama dengan massa

glider dengan tambahan 4 magnet yaitu 128,4 gram. Percobaan

menggerakkan glider tanpa magnet digunakan sebagai pembanding untuk

mengetahui pengaruh ada dan tidaknya tambahan magnet pada gerak glider.

Langkah-langkah dalam percobaan ini adalah :

a. Mengatur posisi sudut kemiringan air track.


30

b. Mengatur posisi kamera supaya sejajar dengan permukaan dinding

yang digunakan sebagai acuan.

c. Menambahkan pemberat sehingga massa magnet untuk tiap variasi

medan magnet sama dengan massa dengan jumlah magnet

terbanyak yaitu 4 magnet.

d. Menimbang massa glider dan pemberat. Pemberat digunakan

supaya massanya tetap.

e. Menempatkan glider dan pemberat di atas air track dan mengatur

skala blower pada skala 10.

f. Menekan tombol video sehingga perekaman dimulai.

g. Menekan tombol on pada blower sehingga glider dapat bergerak.

h. Setelah glider sampai di ujung air track maka perekaman dimatikan.

i. Mengulangi langkah f-h 3 kali.

3. Percobaan glider bermagnet untuk berbagai nilai medan magnet

Percobaan berbagai nilai medan magnet dilakukan untuk mengetahui

pengaruh medan magnet tehadap gaya redaman yang terjadi. berbagai nilai

medan magnet didapatkan dengan mengganti jumlah magnet yang

ditambahkan pada glider. Langkah-langkah pada percobaan ini sama

dengan percobaan menggerakkan glider. Namun ada bebrapa perbedaan

yang harus ditambahkan dalam percobaan ini. Percobaan berbagai nilai

medan magnet dilakukan dengan menambahkan magnet ke atas glider.


31

Massa total sistem haruslah sama dengan massa sistem dengan tambahan

jumlah magnet yang paling banyak (4 magnet) yaitu 128,4 gram . Oleh

sebab itu untuk glider dengan tambahan 1 magnet, 2 magnet dan 3 magnet

perlu ditambahkan pemberat berupa plastisin supaya massa sistem tetap.

E. Analisa Data Menggunakan Software logger pro

Video yang didapatkan dari hasil perekaman kemudian di analisa

menggunakan software logger pro. Setelah di analisa akan didapatkan

grafik posisi terhadap waktu kemudian di fit dengan persamaan:

[ ( )]

Yang sesuai dengan persamaan (2.11) yaitu:

[ ( )]

Nilai A menunjukkan nilai posisi awal ( ) nilai B menunjukkan

koefisien redaman magnetik ( ) dan nilai C menunjukkan kecepatan

terminal ( ).

Untuk menentukkan nilai redaman magnetik dan kecepatan terminal

maka langkah-langkah yang harus dilakukan adalah:

a. Membuka halaman awal logger pro lalu memillih menu insert

kemudian memilih menu movie untuk menambahkan video yang

akan dianalisa terlihat pada gambar 3.8:


32

Gambar 3.8 Tampilan logger pro saat memilih menu insert movie

b. Setelah video yang akan dinalisa telah di masukkan, kemudian

memberikan acuan panjang yang sudah diketahui sebelumnya.

memilih ikon set scale, digunakan untuk memberikan skala pada

panjang lintasan air track yang digunakan dan kemudian drag dari

ujung lintasan air track ke ujung yang lain. Kemudian memasukkan

nilai distance 1,479 m karena sebelumnya telah diukur panjang

lintasan air track yang ditandai pada bulatan merah pada gambar

3.9:


33

Gambar 3.9 Tampilan set scale untuk memberikan nilai acuan

c. Sebagai acuan untuk memberi titik-titik untuk posisi gerak magnet

supaya searah sumbu x maka pilih set origin terlihat pada lingkaran

merah pada gambar 3.10.

Gambar 3.10 Tampilan set origin

d. Kemudian memilih add point terlihat pada lingkaran merah pada

gambar 3.11, dan kemudian pilih selama pergerakan magnet tiap

saat dari awal bergerak sampai magnet berada di posisi ujung air


34

track yang lain. Kemudian didapatkan grafik posisi (x) terhadap

waktu (t).

Gambar 3.11 Tampilan add point untuk memberikan titik pada posisi gerak

terhadap waktu

Setelah didapatkan grafik posisi magnet terhadap waktu, maka grafik ini

perlu kita fit dengan persamaan (2.12) untuk mendapatkan nilai kecepatan

terminal dan koefisien redaman magnetik. Maka langkah-langkah untuk

memfiting data adalah :

i. Pilih menu analyze kemudian pilih menu curve fit terlihat pada

gambar 3.12:


35

Gambar 3.12 Tampilan awal menu curve fit untuk mem-fit grafik

ii. Kemudian akan muncul halaman baru, kemudian pilih define

function, setelah itu masukkan persamaan (2.11) dan kemudian pilih

ok terlihat pada gambar 3.13.

Gambar 3.13 Tampilan untuk define function

iii. Pilih try fit terlihat pada lingkaran merah pada gambar 3.14 dan

tunggu beberapa saat.


36

Gambar 3.14 Tampilan untuk memasukkan persamaan yang akan digunakan

untuk fitting

iv. Setelah itu masukan ok maka akan muncul hasil fitting terlihat pada

gambar 3.15.

Gambar 3.15 Tampilan akhir hasil fitting

Dari fit grafik posisi gerak magnet terhadap waktu akan di dapatkan

nilai koefisien redaman magnetik ( ) dan kecepatan terminal ( ).


37

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

Hasil penelitian menampilkan tiga hal penting yaitu penentuan sudut

kemiringan air track untuk percobaan, peristiwa redaman magnetik pada

magnet yang bergerak di atas air track dan pengukuran nilai koefisien redaman

magnetik.

1. Penentuan sudut kemiringan air track untuk percobaan

Percobaan berbagai nilai sudut kemiringan air track digunakan untuk

menentukkan sudut yang baik yang digunakan dalam melakukan percobaan.

Besarnya sudut yang diberikan saat memiringkan air track akan

mempengaruhi data yang didapatkan. Oleh sebab itu perlu mengatur sudut

kemiringan air track supaya data yang didapatkan menjadi baik.

Bila sudut kemiringan air track yang digunakan terlalu besar maka

peristiwa redaman magnetik belum bisa terlihat kerena panjang lintasan air

track yang digunakan pendek. Untuk penggunaan sudut kemiringan yang

besar membutuhkan waktu lebih lama supaya peristiwa redaman magnetik

dapat teramati. Karena lintasan air track yang digunakan pendek maka

tidak bisa digunakan sudut yang besar dalam percobaan. Sudut yang lebih

besar akan mempengaruhi kecepatan awal glider sehingga butuh lintasan

yang lebih panjang karena lebih lama waktu yang dibutuhkan untuk


38

mengurangi kecepatannya. Hal ini sesuai dengan persamaan (2.6), saat

kemiringan air track semakin besar maka komponen gaya berat yang

sejajar bidang semakin besar dan kecepatan awal glider juga semakin besar.

Pengaturan sudut yang baik perlu dilakukan karena lintasan yang

digunakan pendek, sehingga perlu diatur supaya data yang didapatkan

menjadi maksimal dan peristiwa redaman dapat teramati. Untuk mengetahui

sudut yang sesuai dan digunakan dalam penelitian perlu dilakukan

percobaan dengan berbagai nilai sudut dengan jumlah magnet yang

digunakan tetap. Jumlah magnet dibuat tetap supaya gaya redaman

magnetik yang terjadi juga nilainya konstan agar tidak mempengaruhi

percobaan.

Setelah pengaturan sudut kemiringan air track selanjutnya memfoto

posisi air track dari sisi samping lintasan air track yang digunakan untuk

pengukuran sudut. Pengambilan gambar dilakukan dengan teliti dan baik.

Gambar yang diambil harus benar-benar sebidang. Hal ini dilakukan supaya

acuan panjang yang diberikan dapat digunakan untuk mengukur ukuran

panjang yang lain yang belum diketahui nilainya. Gambar yang diambil

kemudian dianalisa menggunakan software logger pro untuk mengetahui

nilai panjang a dan b yang terlihat pada gambar 4.1:


39

Gambar 4.1 pengukuran sisi a dan b untuk mengetahui nilai sudut kemiringan air track

Misalnya untuk nilai sudut yang pertama, didapatkan nilai a dan b yaitu :

a = 0,089 m

b =1,479 m

Nilai a dapat terukur bila beberapa hal dipenuhi yaitu garis a harus tegak

lurus terhadap garis c yang merupakan garis bantu sebagai sumbu x. Dan

garis bantu c harus sejajar dengan permukaan lantai.

Setelah mendapatkan nilai a dan b kemudian dilakukan perhitungan

untuk mendapatkan sudut kemiringan air track yaitu :

θ= arc sin (

)

θ= arc sin (

)

θ= 3,5

Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali dan data ditampilkan pada tabel 4.1:


40

Tabel 4.1 Nilai sudut kemiringan air track yang pertama

Pengukuran Sudut kemiringan ( )

1 3,5

2 3,3

3 3,4

Dari tabel 4.1 didapatkan nilai sudut kemiringan air track rata-rata

yaitu:

=

=

= 3,4

Dan untuk nilai ralatnya dapat dihitung dengan cara:

∆θ = √∑( )

( ( )

∆θ = √( ) ( ) ( )

∆θ = 0,1

Sehingga didapatkan nilai pengukuran sudut kemiringan air track untuk

nilai sudut yang pertama adalah (3,4±0,1) .

Cara yang sama juga dilakukan untuk mendapatkan nilai sudut

kemiringan air track untuk berbagai nilai sudut yang lain. Dari hasil


41

pengukuran nilai sudut kemiringan air track yang lain didapatkan berbagai

nilai sudut kemiringan yang terlihat pada tabel 4.2:

Tabel 4.2 Berbagai nilai sudut kemiringan air track

No Sudut kemiringan ( )

1 3,4±0,1

2 2,4±0,1

3 1,2±0,1

Tabel 4.2 menunjukkan berbagai nilai sudut kemiringan air track yang

yang di ukur menggunakan analisa foto. Selanjutnya hasil perekaman glider

bermagnet untuk berbagai nilai sudut kemiringan akan dilakukan analisa

video sehingga didapatkan grafik posisi terhadap waktu. Dari grafik posisi

terhadap waktu yang di dapatkan dari analisa video gerak glider bermagnet

untuk berbagai nilai sudut kemiringan kemudian dibandingkan, yang

disajikan pada gambar 4.2:


42

Gambar 4.2 Grafik posisi terhadap waktu untuk berbagai nilai sudut kemiringan air

track

= grafik posisi terhadap waktu untuk sudut kemiringan

(3,4±0,1)


(2,4±0,1)


(1,2±0,1)

Dari grafik posisi terhadap waktu untuk berbagai nilai sudut

kemiringan yang ditunjukkan pada gambar 4.2, terlihat grafik posisi

terhadap waktu untuk nilai sudut kemiringan (3,4±0,1) memenuhi

persamaan kuadrat. Hal ini menunjukkan bahwa glider bergerak dipercepat.


43

Terlihat pada grafik 4.2 percepatan gerak glider bermagnet semakin kecil

ketika sudut kemiringan air tracknya juga semakin kecil.

Dari gambar 4.2 ditunjukkan bahwa sudut yang baik untuk

melakukan percobaan adalah (1,2±0,1) . Sudut yang baik untuk melakukan

percobaan menggunakan sudut yang kecil, tetapi bila terlalu kecil sudut

yang digunakan akan mengalami kesulitan dalam penyusunannya.

Peristiwa redaman dapat ditunjukkan lebih jelas dengan melihat

percepatan glider bermagnet yang semakin kecil. Percepatan yang semakin

kecil disebabkan kerena resultan gaya yang semakin kecil pula sesuai

dengan persamaan (2.6). Resultan gaya yang semakin kecil disebabkan

karena komponen gaya berat yang sejajar bidang semakin kecil. Komponen

gaya berat yang sejajar bidang semakin kecil dikarenakan sudut kemiringan

air track yang semakin kecil pula. Bila sudut kemiringan air track yang

digunakan semakin kecil maka nilai sin akan semakin kecil. Nilai sin

akan mempengaruhi besarnya komponen gaya berat yang sejajar bidang.

Gaya pelawan gerak glider bermagnet yaitu gaya redaman magnetik

nilainya tetap karena jumlah magnet yang diberikan sama. Resultan gaya

yang semakin kecil disebabkan oleh sudut kemiringan air track yang

semakin kecil.

2. Peristiwa Redaman magnetik pada magnet yang bergerak di atas Air track


44

Berdasarkan bab kajian pustaka, magnet yang bergerak di atas

konduktor akan mengalami gaya redaman magnetik sehingga geraknya

menjadi teredam. Lintasan air track terbuat dari alumunium yang

merupakan konduktor. Konduktor yang berbahan alumunium digunakan

untuk penelitian karena bersifat non feromagnetik, sehingga tidak ada gaya

tarik-menarik antara magnet dengan alumunium.

Untuk menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik digunakan

perekaman video menggunakan kamera Canon 600D. Perekaman yang

dilakukan dimulai dari awal magnet bergerak sampai pada posisi di ujung

lintasannya berakhir. Hasil rekaman ini kemudian dianalisa menggunakan

software logger pro sehingga akan didapatkan data posisi gerak magnet

terhadap waktu. Perekaman dilakukan dengan kecepatan 30 frame/second.

Data posisi magnet terhadap waktu tersebut akan disajikan dalam grafik

sehingga dapat dibandingkan beberapa grafik posisi terhadap waktu yang

telah didapatkan.

Peristiwa redaman magnetik terjadi ketika magnet bergerak di atas air

track. Untuk menyelidiki hal ini dilakukan perbandingan antara gerakan

glider pada air track saat diberi magnet dan tanpa magnet. Selain itu perlu

diperhatikan massa sistem pada kedua keadaan tersebut harus sama. Glider

tanpa magnet diberi pemberat supaya massa sistemnya sama dengan massa

glider saat diberi magnet.


45

Dalam melakukan penelitian ini, air track dimiringkan dengan sudut

kecil. Memberikan sudut kemiringan pada air track akan membuat glider

memiliki kecepatan awal karena adanya komponen gaya berat yang sejajar

bidang. Gaya berat yang sejajar bidang disebabkan karena bidang

dimiringkan dengan sudut tertentu. Sudut kemiringan air track yang

digunakan yaitu (1,2±0,1) supaya proses redaman magnetik dapat teramati

pada lintasan air track. Sudut besar dapat mengakibatkan pergerakan yang

cepat sehingga mempersulit pengamatan. Untuk sudut kemiringan air track

yang kecil, gaya berat yang sejajar bidang akan semakin kecil sehingga

resultan gayanya akan semakin kecil. Karena resultan gayanya yang kecil

maka gaya redaman akan lebih teramati. Hal ini dapat ditunjukkan dari

percepatan gerak glider bermagnet yang semakin kecil terlihat pada gambar

4.2. Pergerakan dengan kecepatan yang besar akan sulit diamati bila

lintasan yang digunakan pendek. Kesulitan pengamatan ini dikarenakan

untuk kecepatan yang besar dibutuhkan waktu yang lebih lama supaya

peristiwa redaman dapat teramati. Supaya waktu geraknya dapat diamati

lebih lama maka dibutuhkan lintasan yang lebih panjang. Keterbatasan

dalam percobaan ini adalah lintasan yang digunakan pendek.

Perekaman awal dilakukan untuk gerak glider tanpa magnet. Hasil

perekaman kemudian dianalisa menggunakan software logger pro sehingga

didapatkan data posisi glider tiap waktu yang ditampilkan ke dalam grafik


46

posisi terhadap waktu. Dari gerak glider tanpa magnet didapatkan grafik

posisi terhadap waktu seperti gambar 4.3 dibawah ini:

Gambar 4.3 Grafik posisi terhadap waktu glider tanpa magnet

Dari grafik 4.3 terlihat bahwa gerak glider mengikuti fungsi kuadrat

pada persamaan (2.4). Dari grafik posisi terhadap waktu terlihat bahwa

gerak glider tanpa magnet dipercepat. Gerak glider tanpa magnet terlihat

dipercepat juga ditunjukkan pada grafik kecepatan glider tanpa magnet

terhadap waktu pada gambar 4.4:


47

Gambar 4.4 Grafik kecepatan glider terhadap waktu

Dari gambar 4.4 yaitu grafik kecepatan terhadap waktu telihat bentuk

grafiknya linear. Grafik kecepatan terhadap waktu yang linear

menunjukkan bahwa glider bergerak percepatan konstan. Grafik kecepatan

terhadap waktu yang linear juga menunjukkan bahwa glider bergerak

dipercepat. Glider bergerak dipercepat karena adanya komponen gaya berat

yang sejajar bidang yang bekerja pada glider. Komponen gaya berat sejajar

bidang ini ada karena lintasan yang digunakan memiliki kemiringan

tertentu.

Untuk mengamati adanya peristiwa redaman, maka grafik posisi

terhadap waktu untuk glider tanpa magnet dibandingkan dengan grafik

posisi terhadap waktu glider dengan tambahan magnet. Dari grafik posisi

terhadap waktu akan diketaui bagaimana gerak yang dialami oleh glider


48

tanpa magnet dan glider yang diberi tmbahan magnet. Selanjutnya akan

ditampilkan grafik posisi terhadap waktu untuk glider dengan tambahan

magnet yang ditunjukkan pada gambar 4.5:

Gambar 4.5 Grafik posisi terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 1 magnet

Gambar 4.5 menunjukkan grafik posisi terhadap waktu untuk glider

dengan tambahan 1 magnet. Dari gambar 4.5 terlihat bentuk grafiknya

sama dengan grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet.

Bentuk grafiknya yang sama berarti gerak glider dengan tambahan 1

magnet juga dipercepat. Dari grafik posisi terhadap waktu untuk glider 1

magnet belum terlihat menunjukkan peristiwa redaman magnetik karena

jumlah magnet yang digunakan sedikit.

Untuk lebih jelas mengamati adanya peristiwa redaman, maka jumlah

magnet yang ditambahkan di atas glider harus lebih banyak melalui


49

percobaan berbagai jumlah magnet pada glider. Glider bermagnet dengan

masing-masing tambahan magnet akan direkam geraknya kemudian

dianalisa sehingga akan didapatkan grafik posisi terhadap waktu. Grafik

posisi terhadap waktu untuk masing-masing tambahan magnet

dibandingkan dengan grafik posisi terhadap waktu glider tanpa magnet.

Grafiknya ditampilkan pada gambar 4.6:

Gambar 4.6 Grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet dan untuk glider

dengan berbagai tambahan jumlah magnet

= grafik posisi terhadap waktu glider tanpa magnet

= grafik posisi terhadap waktu glider dengan tambahan 1 magnet





50

Dari grafik 4.6 dapat dibandingkan secara keseluruhan gerak glider

bermagnet untuk berbagai tambahan magnet dan glider tanpa magnet.

Dari gambar 4.6, semakin banyak jumlah magnet yang ditambahkan

percepatan gerak glider bermagnet semakin kecil. Percepatan yang

semakin kecil dikarenakan resultan gaya yang semakin kecil. Resultan

gaya yang semakin kecil disebabkan karena gaya redaman magnetik

yang semakin besar.

Percepatan paling kecil dialami ketika jumlah magnet yang

ditambahkan di atas glider adalah 4 magnet. Percepatan yang semakin

berkurang dapat menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik.

Peristiwa redaman magnetik ini disebabkan karena adanya gaya

redaman magnetik. Peristiwa redaman magnetik terlihat semakin jelas

ketika jumlah magnet yang ditambahkan di atas glider semakin banyak.

Dari gambar 4.6 terlihat adanya peristiwa redaman magnetik yang

terlihat dari percepatan gerak yang semakin kecil ketika jumlah magnet

yang ditambahkan di atas glider semakin banyak. Peristiwa redaman

magnetik juga dapat ditunjukkan dengan melihat grafik kecepatan

terhadap waktu untuk glider dengan tambahan magnet. Untuk glider

dengan tambahan 1 magnet terlihat bentuknya tidak jauh berbeda

dengan grafik posisi terhadap waktu untuk glider tanpa magnet, hal ini

dikarenakan jumlah magnet yang digunakan hanya 1 magnet sehingga

medan magnetnya kecil. Medan magnet yang kecil belum bisa


51

memberikan gaya redaman yang besar sehingga pengurangan kecepatan

glider bermagnet tidak terlihat. Selanjutnya ditampilkan grafik

kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 2 magnet


Gambar 4.7 Grafik kecepatan glider dengan tambahan 2 magnet terhadap waktu

Dari gambar 4.7 kita melihat bahwa grafik kecepatan terhadap waktu

untuk glider dengan tambahan 2 magnet bentuknya tidak memenuhi

persamaan linear. Hal ini menunjukkan bahwa gerak glider dengan

tambahan 2 magnet bukan lagi dipercepat seperti gerak glider tanpa

magnet. Grafik kecepatan glider dengan tambahan 2 magnet terhadap

waktu terlihat melengkung menunjukkan bahwa percepatan glider

bermagnet tidak konstan. Percepatan glider yang tidak konstan

maksudnya semakin berkurang karena gerak glider bermagnet yang


52

teredam. Dibandingkan dengan grafik kecepatan glider tanpa magnet

yang mengikuti garis lurus, grafik 4.7 terlihat melengkung,

menunjukkan adanya peristiwa redaman magnetik.

Grafik yang tidak memenuhi persamaan linear juga ditunjukkan oleh

grafik kecepatan glider dengan tambahan 3 magnet terhadap waktu pada

gambar 4.8:

Gambar 4.8 Grafik kecepatan glider dengan tambahan 3 magnet terhadap waktu

Gambar 4.8 terlihat melengkung menunjukkan bahwa percepatan

glider dengan tambahan 3 magnet terhadap waktu memiliki percepatan

yang tidak konstan. Dibandingkan dengan grafik kecepatan glider

dengan tambahan 2 magnet terhadap waktu terlihat lebih melengkung.

Hal ini menunjukkan bahwa percepatannya lebih kecil dibandingan


53

dengan gerak glider dengan tambahan 2 magnet. Percepatan yang

semakin berkurang menunjukkan redaman yang dialami oleh glider

bermagnet semakin besar.

Peristiwa redaman magnetik juga dapat ditunjukkan dari grafik

kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 4 magnet yang


Gambar 4.9 Grafik kecepatan glider dengan tambahan 4 magnet terhadap

waktu

Berdasarkan gambar 4.9 yang terlihat bentuknya tidak memenuhi

persamaan linear. Dibandingkan dengan grafik 4.7 dan 4.8, untuk grafik

kecepatan terhadap waktu untuk glider dengan tambahan 4 magnet

terlihat paling melengkung, menunjukkan percepatannya paling kecil

yang disebabkan karena redaman yang dialami oleh glider bermagnet

semakin besar.


54

Dari gambar 4.7, 4.8 dan 4.9 terdapat kesamaan bentuk grafik yang

melengkung yang berarti tidak memenuhi persamaan linear dan

percepatannya tidak konstan. Grafik yang tidak memenuhi persamaan

linear menunjukkan bahwa gerak glider bermagnet berbeda dengan

gerak glider tanpa magnet. Gerak glider bermagnet bukan lagi

dipercepat tetapi mulai mendekati kecepatan terminal. Selain itu grafik

kecepatan terhadap waktu yang melengkung menunjukkan percepatan

yang semakin kecil. Percepatan yang semakin kecil disebabkan karena

adanya gaya redaman magnetik. Percepatan yang semakin kecil

selanjutnya akan mendekati nol yang berarti glider bermagnet tidak lagi

dipercepat atau kecepatannya konstan. Namun dari percobaan ini

ditunjukkan bahwa glider bermagnet terlihat mulai mendekati

percepatan yang hampir nol atau mulai terlihat mendekati kecepatan

terminal. Redaman yang paling besar dialami saat jumlah magnet yang

ditambahkan di atas glider adalah 4 magnet. Dalam penelitian ini belum

mampu menghitung nilai kecepatan terminal dikarenakan gerak glider

bermagnet baru mulai mengarah mendekati kecepatan terminal.

Keterbatasan ini disebabkan karena lintasan air track yang digunakan

pendek.


55

3. Pengukuran koefisien redaman magnetik

Dari grafik 4.6 ditunjukkan bahwa redaman semakin besar saat jumlah

magnet yang ditambahkan di atas glider semakin banyak. Gaya redaman

magnetik dapat terlihat pada nilai koefisien redaman magnetik yang akan

diperoleh dari hasil mem-fit grafik posisi terhadap waktu dengan persamaan

(2.11). Besarnya gaya redaman magnet dapat terlihat dari koefisien redaman

magnetik. semakin besar koefisien redaman magnetik maka semakin besar

gaya redaman magnetiknya.

Sebelumnya telah dilakukan pengukuran medan magnet untuk setiap

jumlah magnet. Dari pengukuran medan magnet didapatkan nilai medan

magnet untuk tiap jumlah magnet yang ditunjukkan pada tabel 4.3:

Tabel 4.3 Nilai medan magnet untuk masing-masing jumlah magnet

No Jumlah magnet Medan magnet (mT)

1 1 1,34 ± 0,01

2 2 2,53 ± 0,01

3 3 5,46 ± 0,02

4 4 7,83 ± 0,03

Dari hasil perekaman didapatkan video yang kemudian dianalisa

menggunakan software logger pro sehingga didapatkan grafik posisi

terhadap waktu seperti pada gambar 4.5. Nilai koefisien redaman magnetik


56

didapatkan dari hasil fit grafik posisi terhadap waktu yang didapatkan

dengan persamaan (2.11).

Karena pengambilan data dilakukan 3 kali, maka didapatkan 3 nilai

koefisien redaman magnetik untuk jumlah magnet yang sama. Perhitungan

dilakukan menggunakan 1 magnet di atas glider dan datanya ditampilkan

pada tabel 4.4:

Tabel 4.4 Koefisien redaman magnetik untuk glider 1 magnet

No Koefisien redaman

magnetik (s-1

)

1 -(0,16 ± 0,01)

2 -(0,21 ± 0,01)

3 -(0,19 ± 0,01)

Nilai α rata-rata di dapat dari perhitungan :

=

= ( ( ) ( ) ( )

) m/s

= -0,19 s-1

Dan untuk ralatnya juga dicari menggunakan cara berikut:

∆α = √( ) ( ) ( )

∆α = √( ) ( ) ( )


57

∆α = 0,02 s-1

Sehingga didapatkan nilai α adalah (0,19 ± 0,02) s-1

.

Cara yang sama juga dilakukan dari mulai menganalisa perekaman,

fitting data serta melakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai koefisien

redaman magnetik pada percobaan dengan berbagai jumlah magnet yang lain

yang kemudian dimasukkan di tabel 4.5:

Tabel 4.5 Hubungan nilai koefisien redaman magnetik terhadap jumlah magnet

No Jumlah

magnet

Koefisien redaman magnetik

(s-1

)

1 1 -(0,19 ± 0,02)

2 2 -(0,26 ± 0,02)

3 3 -(0,38 ± 0,03)

4 4 -(0,42 ± 0,04)

Tabel 4.5 menunjukkan bahwa semakin banyak magnet yang

digunakan, maka nilai koefisien redaman magnetiknya semakin besar.

B. Pembahasan

Tujuan penelitian ini membahas tentang peristiwa redaman magnetik

dan bagaimana pengaruh jumlah magnet terhadap gaya redaman magnetik.

Peristiwa redaman magnetik ini ditunjukkan dengan eksperimen

menggerakkan magnet di atas air track. Air track digunakan untuk

mengurangi gesekan dengan bidang alas. Magnet yang bergerak di atas air

track perlu diberi kecepatan awal. Kecepatan awal diberikan dengan cara


58

memberi sudut kemiringan (1,2±0,1) terhadap permukaan horizontal air

track.

Sebelum melakukan pengukuran sudut perlu diatur kemiringan

permukaan air track. Kesulitan dalam mengatur permukaan air track terjadi

karena permukaan lantai yang tidak datar. Selain itu air track juga memiliki

3 kaki penyangga yang posisinya tidak segaris yang sulit diatur sehingga

mempengaruhi kedataran bidang permukaan air track. Hal ini terlihat saat

blower dinyalakan, glider tidak akan bergerak karena satu sisi bagian glider

menyentuh permukaan lintasan air track. Untuk mengatasi hal ini maka

perlu diukur kembali kedataran permukaan menggunakan water pass dan

diatur kedatarannya.

Bidang yang hendak direkam harus sebidang dan harus sejajar dengan

kamera yang digunakan untuk merekam. Selain itu sudut kemiringan air

track yang digunakan juga harus menggunakan sudut yang kecil. Sudut

yang kecil berakibat akan membuat peristiwa redaman magnetik akan

teramati dengan lintasan yang pendek. Semakin besar sudut yang digunakan

maka proses redaman magnetiknya akan semakin lama terlihat sehingga

dibutuhkan lintasan yang lebih panjang. Karena keterbatasan panjang

lintasan yang terbatas maka sudut yang dibuat harus kecil supaya peristiwa

redaman dapat teramati pada lintasan yang lebih pendek.

Peristiwa redaman magnetik dapat diamati dengan cara membandingkan

gerak glider tanpa magnet dengan gerak glider dengan tambahan magnet


59

yang bergerak di atas air track. Dari grafik perbandingan gerak glider tanpa

magnet dan glider bermagnet pada gambar 4.6 dapat diamati bahwa gerak

glider tanpa magnet dan glider dengan tambahan magnet berbeda.

Dari grafik 4.6 terlihat percepatan semakin berkurang ketika jumlah

magnet yang ditambahakan semakin banyak. Perbedaan antara gerak glider

tanpa magnet dan glider dengan tambahan 1 magnet tidak terlihat berbeda

karena keduanya masih terlihat bergerak dipercepat. Medan magnet dari 1

magnet tersebut kecil sehingga gaya redaman magnetik yang dihasilkan

juga kecil dibandingkan dengan komponen gaya berat yang sejajar bidang.

Grafik posisi terhadap waktu dengan tambahan 1 magnet belum telihat

menunjukkan adanya peristiwa redaman. Oleh karena itu grafik posisi

terhadap waktu untuk glider tanpa magnet dibandingkan dengan gerak

glider dengan tambahan magnet yang lebih banyak yaitu grafik posisi

terhadap waktu untuk jumlah magnet yang lain yaitu 2 magnet, 3 magnet

dan 4 magnet. Penambahan magnet tidak akan mempengaruhi massa total

sistem yang bergerak di atas air track karena digunakan pemberat yaitu

plastisin sehingga massa total sistem sama.

Berdasarkan gambar 4.6 terlihat bahwa semakin banyak jumlah magnet

yang ditambahkan di atas air track maka pengurangan percepatannya

semakin besar. Pengurangan percepatan ditunjukkan dari grafik kecepatan

glider bermagnet terhadap waktu yang terlihat melengkung. Pengurangan

percepatan yang semakin besar menunjukkan adanya peristiwa redaman.


60

Peistiwa redaman akan semakin besar berpengaruh pada gerak benda ketika

jumlah magnet yang ditambahkan semakin banyak. Jumlah magnet terkait

dengan nilai medan magnet yang diberikan. Semakin banyak jumlah

magnet yang digunakan semakin besar nilai medan magnet yang diberikan.

Dari gambar 4.6 terlihat bahwa percepatan gerak glider dengan tambahan 4

magnet paling kecil. Hal ini menunjukkan bahwa reseultan gaya yang

bekerja pada glider bermagnet semakin kecil. Resultan gaya yang semakin

kecil disebabkan karena gaya redaman yang semkain besar ketika jumlah

magnet yang diberikan semakin banyak.

Peristiwa redaman magnetik juga dapat ditunjukkan dengan melihat

grafik kecepatan terhadap waktu. Untuk grafik kecepatan terhadap waktu

untuk glider dengan tambahan 2 magnet yang terlihat pada gambar 4.7.

Pada gambar 4.7 terlihat bahwa bentuk grafiknya tidak memenuhi

persamaan linear sehingga mampu menunjukkan peristiwa redaman

magnetik. Gambar 4.8 terlihat lebih melengkung dibandingkan gambar 4.7

karena gambar 4.8 semakin menunjukkan gaya redaman yang bekerja lebih

besar. Gambar 4.9 menunjukkan grafik kecepatan terhadap waktu untuk

glider dengan tambahan 4 magnet.baerdasarkan grafik 4.9 terlihat lebih

melengkung dibandingkan gambar 4.7 dan 4.8, menunjukkan bahwa

redaman magnetik yang bekerja semakin besar. Redaman magnetik yang

bekerja semakin besar menyebabkan percepatan glider bermagnet menjadi


61

semakin kecil. Gaya redaman magnetik yang semakin besar menyebabkan

resultan gaya yang bekerja pada glider bermagnet semakin kecil.

Berdasarkan grafik 4.7, 4.8 dan 4.9 menunjukkan adanya peristiwa

redaman yang mulai mendekati kecepatan terminal tetapi belum bisa

menentukkan nilai kecepatan terminal karena bentuk grafiknya belum

terlihat mendekati kecepatan terminal. Hal ini merupakan keterbatasan

dalam penelitian karena lintasan yang digunakan kurang panjang.

Untuk melihat pengaruh medan magnet terhadap gaya redaman

magnetik dapat dilihat dari pengaruhnya terhadap koefisien redaman

magnetik yang ditunjukkan pada tabel 4.6:

Tabel 4.6 Pengaruh medan magnet terhadap koefisien redman magnetik

No Jumlah magnet Medan magnet

(mT)

Koefisien redaman

magnetik(s-1

)

1 1 1,34 ± 0,01 -(0,16 ± 0,02)

2 2 2,53 ± 0,01 -(0,22 ± 0,02)

3 3 5,46 ± 0,02 -(0,29 ± 0,03)

4 4 7,83 ± 0,03 -(0,32 ± 0,03)

Dari tabel 4.6 ditunjukkan bahwa medan magnet yang semakin besar

berbanding lurus dengan koefisien redaman magnetik. Koefisien redaman

magnetik menunjukkan gaya redaman magnetik. Gaya redaman magnetik


62

yang semakin besar ditunjukkan dengan nilai koefisien redaman

magnetiknya terlihat pada gambar 4.10:

Gambar 4.10 Grafik koefisien redaman magnetik terhadap medan magnet

Dari gambar 4.10 terdapat hubungan linear antara koefisien redaman

magnetik terhadap medan magnet. Semakin besar medan magnet yang

diberikan maka semakin besar pula koefisien redaman magnetiknya. Hal ini

juga menunjukkan pengaruh medan magnet terhadap gaya redaman

magnetik. gambar 4.10 menunjukkan bahwa koefisien redaman magnetik

juga bisa menggambarkan gaya redaman magnetik. semakin besar medan

magnet yang diberikan maka semakin besar redaman magnetik yang

bekerja pada glider karena fluks magnetik yang melawan akan lebih besar

pula sehingga tolakan yang diberikan akan lebih besar.


63

Selain itu dari hasil fit dengan persamaan :

Y = mx + C

Didapatkan konstanta C yang bernilai 2,871x10-17

, menunjukkan bahwa

redaman yang terukur masih memilki ketidakpastian karena keterbatasan

dalam percobaan. Ketidakpastian ini dikarenakan adanya gesekan udara

pada permukaan depan magnet. Gesekan udara pada permukaan depan

magnet dan mungkin juga pada permukaan glider akan menambah nilai

ketidakpastian pada percobaan ini. Ketidakpastian ini bisa dihilangkan

dengan memperkecil permukaan glider atau magnet.

Perekaman menggunakan video lebih mudah dilakukan dan setiap orang

sering melakukan perekaman menggunakan video. Selain untuk penelitian

ini, perekaman juga dapat dilakukan untuk mengamati suatu peristiwa fisika

sehingga didapatkan data secara lengkap. Analisa menggunakan software

logger pro juga membantu menganalisa data untuk berbagai penelitian yang

lain.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk dunia pendidikan. Melalui

penelitian ini pembelajaran di sekolah semakin berbasis pada metode

inkuiri dimana siswa bukan langsung mendapatkan materi dari penjelasan

guru secara terus-menerus melainkan juga siswa dapat menemukan sendiri

dan membangun pengetahuannya dari pengalaman. Pengalaman dapat

diperoleh dari mengerjakan secara langsung dengan cara praktikum. Selain


64

itu, materi tentang hukum Lenz biasanya jarang dijelaskan lebih mendalam

ketika di SMA. Siswa SMA hanya mengerti hukum Lenz berdasarkan

persamaan yang diberikan oleh guru, namun siswa kurang memahami

prinsip terjadinya peristiwa redaman magnetik berdasakan hukum Lenz.

Diperlukan cara pembelajaran yang langsung melibatkan siswa untuk

terlibat dalam menemukan pengetahuannya tentang materi belajar. Salah

satu caranya dengan melakukan eksperimen seperti yang dilakukan dalam

penelitian ini.

Selain itu, penelitian ini juga melakukan pengambilan data dari foto dan

video yang kemudian di analisa menggunakn software logger pro. Hal ini

menunjukkan cara pengambilan data yang dapat dilakukan dalam

pembelajaran. Melalui foto dapat melakukan pengukuran panjang namun

foto yang diambil tidaklah sembarangan. Karena bisa melakukan

pengukuran dengan gambar yang diperoleh sehingga mampu mengukur

benda yang sulit diukur menggunakan gambar atau foto. Penggambilan data

menggunakan video juga bisa membantu siswa dalam melakukan

percobaan dengan cara merekam suatu peristiwa Penggunaan foto dan

video dengan analisa menggunakan software logger pro membantu siswa

melalukan penelitian ataupun praktikum menjadi lebih mudah dan tentunya

lebih teliti.

Selain itu penggunaan foto dan video dalam pengambilan data

percobaan mudah dilakukan sehingga dapat membantu siswa dalam


65

mengamati atau menunjukkan suatu peristiwa. Misalnya bisa digunakan

untuk percobaan tentang gerak. Hasil perekaman gerak benda kemudian

dianalisa menggunakan software logger pro. Hasil analisa didapatkan data

posisi dan kecepatan benda terhadap waktu. Dari data ini dapat

menunjukkan jenis gerak benda sehingga dapat digunakan untuk percobaan

GLB dan GLB. Selain itu perekaman juga dapat dilakukan untuk

melakukan percobaan untuk mengamati berbagai peristiwa mekanik yang

berhubungan dengan gerak benda.


66

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Peristiwa redaman magnetik dapat ditunjukkan dengan menggunakan

perekaman video. Video hasil perekaman kemudian di analisa

menggunakan software logger pro sehingga didapatkan grafik posisi

terhadap waktu dan grafik kecepatan terhadap waktu. Peristiwa redaman

magnetikditunjukkan dengan membandingkan gerak glider tanpa magnet

dan glider bermagnet.

2. Terdapat hubungan linear antara koefisien redaman magnetik terhadap

medan magnet. Semakin besar nilai medan magnetnya maka semakin besar

koefisien redaman magnetiknya. Hal ini menunjukkan bahwa semakin

besar gaya redaman magnetik yang bekerja pada glider.

3. Nilai koefisien redaman magnetiknya berturut-turut mulai dari 1 magnet

sampai 4 magnet adalah -(0,16 ± 0,02) s-1

; -(0,22 ± 0,02) s-1

; -(0,29 ± 0,03)

s-1

; -(0,32 ± 0,03) s-1

.

B. Saran

Beberapa hal dalam penelitian ini yang perlu dievaluasi bersama guna

mendapatkan hasil yang lebih baik. Perkembangan Dalam penelitian ini ada


67

beberapa saran untuk kemajuan dalam meneliti gaya redaman magnetik untuk

penelitian selanjutnya yaitu :

1. Penelitian menggunakan air track yang lebih panjang sehingga

semakin terlihat gerak magnet yang akan mencapai kecepatan

terminal

2. Pada saat pemilihan alat yang digunakan jangan ada alat didekat

magnet yang digunakan dalam pengukuran yang berbahan

feromagnetik karena dapat mempengaruhi gerak magnet.

3. Memperkecil permukaan magnet dan glider untuk menghilangkan

gesekan udara pada sisi depan magnet dan glider.


68

DAFTAR PUSTAKA

Anna Vidaure, Jaime Riera Juan A Monsoriu dan Marccos H Giménez.

Testing Theoretical Models of Magnetik Damping Using Air track.

Eur. J. Phys. 29(2008):335-343.

Bekti, Agustinus. 2015. Pengukuran Koefisien Redaman Magnetik pada

Magnet Neodymium (NdFeB) yang Bergerak di atas Bidang

Alumunium Menggunakan Video. Yogyakarta : Universitas Sanata

Dharma.

Bresnick, Stephen D. 2002. Intisari Fisika. Jakarta: Hipokrates.

Bueche, Frederick J. 2006. Fisika Unversitas. Jakarta: Erlangga.

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Halliday, David., dkk. 2005. Fisika Dasar Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Tipler, A. Paul. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik jilid 1. Jakarta :

Erlangga.

Tipler, A. Paul. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik jilid 2. Jakarta :

Erlangga.

Xie, Xiao, Zhu- Ying Wang, Pingping Gu, Zhi-jian Jian, Xiao-lin Chen,

dan Zhong Xie. Investigation of Magnetik Damping on An Air

track. Am. J. Phys. 74 (2006): 974-978.

Young, Hough D.,dkk.2004. Fisika Universitas jilid 2. Jakarta:

Erlangga.


69

LAMPIRAN 1

Tabel 1.1 Grafik posisi terhadap waktu untuk gerak glider bermagnet dan glider tanpa magnet dengan sudut kemiringan (1,2±0,1)

Keteranga

n

Data 1 Data 2 Data 3

Glider

tanpa

magnet

Glider

dengan

tambahan

1 magnet


70

Glider

dengan

tambahan

2 magnet

Glider

dengan

tambahan

3 magnet


71

Glider

dengan

tambahan

4 magnet


72

LAMPIRAN 2

Tabel 1.2 Grafik posisi terhadap waktu untuk berbagai nilai sudut kemiringan air track

Sudut ( Data 1 Data 2 Data 3

3,4±0,1

2,4±0,1


73

1,2±0,1


74

LAMPIRAN 3

Tabel 1.1 Grafik kecepatan terhadap waktu untuk gerak glider bermagnet dan glider tanpa magnet dengan sudut kemiringan

(1,2±0,1)

Keterangan Data 1 Data 2 Data 3

Glider

tanpa

magnet

Glider

dengan

tambahan 1

magnet


75

Glider

dengan

tambahan 2

magnet

Glider

dengan

tambahan 3

magnet


76

Glider

dengan

tambahan

4 magnet


77

LAMPIRAN 4

Nilai koefisien redaman magnetik untuk berbagai nilai medan magnet

Tabel 1.3 Hubungan nilai koefisien redaman magnetik (α) terhadap medan magnet

No Medan magnet (mT) α (s-1

)

1 1,34 ± 0,01 0,16±0,01

0,21±0,01

0,19±0,01

2 2,53 ± 0,01 0,29±0,01

0,25±0,02

0,28±0,01

3 5,46 ± 0,02 0,38±0,02

0,38±0,02

0,37±0,02

4 7,83 ± 0,03 0,39±0,02

0,43±0,03

0,44±0,03


78

LAMPIRAN 5

Nilai sudut kemiringan air track

Tabel 1.4 Berbagai nilai sudut kemiringan air track yang digunakan dalam eksperimen

No Percobaan Sudut kemiringan air track ( ) Sudut kemiringan air track ( ) 1 1 3,5 3,4±0,1

3,3

3,4

2 2 2,5 2,4±0,1

2,4

2,4

3 3 1,2 1,2±0,1

1,2

1,2


Documents

PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN MAGNETIK … · Terdapat hubungan linear antara koefisien redaman magnetik terhadap besarnya medan magnet. ... 1. Penentuan Sudut Kemiringan Air Track