RBL percepatan gravitasi makalah ilmiah (2).doc

7/21/2019 RBL percepatan gravitasi makalah ilmiah (2).doc

http://slidepdf.com/reader/full/rbl-percepatan-gravitasi-makalah-ilmiah-2doc 1/3

Percobaan Penentuan Percepatan Gravitasi Melalui Gerak Peluru,Momen Inersia dan Energi Yang Hilang Akibat Gaya Gesekan

Sena Prayoga, Naim, Yohanes Enge, dan Muhammad Akbar

Abstrak

Percobaan penentuan gravitasi menjadi salah satu penelitian yang menarik dalam bidang fisika mekanika.Percobaan ini dilaksanakan dengan memanfaatkan konsep kekekalan energi yang terdapat dalam gerak dua dimensi peluru. Kecepatan awal diberikan dengan arah horizontal yang dihasilkan melalui gerak peluru pada bidang lengkung seperempat lingkaran . Alat dibuat untuk menciptakan kecepatan awal tersebut.Kecepatan awal searah horizontal pada ketinggian tertentu menghasilkan jarak horizontal. Melalui variasi kecepatan awal dan jarak horizontal yang dihasilkan gerak peluru dua dimensi dapat ditentukan nilai percepatan gravitasi dan percobaan penentuan momen inersia serta energi yang hilang.

Pendahuluan

Nilai percepatan gravitasi sudah tertulisdalam buku bahan ajar fisika pada umumnyaNilai !," m#s$ yang sering dibulatkan nilai nyamenjadi %& m#s$ dalam perhitungan untuk soal'soal latihan dalam bahan buku ajar sudahbanyak diketahui Menurut (ikipedia percepatangravitasi rata'rata di permukaan bumi !,"&),)*m#s$ dan buku +iancoli edisi ke') menuliskanpercepatan gravitasi !," m#s$ sedangkanliteratur'literatur lain menuliskan dari kira'kira!," m#s$ sampai !,"$ m#s$

-erkait studi literatur untuk penetapan nilai

gravitasi maka dalam percobaan yang dituliskanmelalui makalah ini akan kembali di buktikannilai percepatan gravitasi Nilai percepatangravitasi melalui percobaan gerak peluru duadimensi dapat ditentukan dengan mengamativariasi kecepatan a(al dan jarak hori.ontalmelalui model percobaan ini

Teori

+erak peluru adalah gerak dua dimensi yangmerupakan perpaduan dua buah gerak yaitugerak lurus berubah beraturan dalam arah

vertikal dan gerak lurus beraturan dalam arahhori.ontal +ambar % menunjukkan sebuah bolabermassa m yang mula'mula diam di posisi ASetelah dilepas,bola tersebut bergerak mele(atiposisi / dan jatuh di posisi 0

1engan menggunakan hukum kekekalanenergi di posisi A dan /, maka dapatdiungkapkan besaran kecepatan pada posisi /

2%3

sedangkan gerak bola kelereng dari posisi /ke posisi 0 merupakan gerak peluru denganhubungan kecepatan dengan jarak x adalahsebagai berikut 4

g

hv x b x

2−

= 2$3

5ika lintasan lengkung A'/ diberikan gayagesek menggunakan bahan yang kasar makadengan kembali menggunakan konsep energidapat ditentukan energi yang dikonversikankedalam energi akibat adanya gaya gesekanlantai lintasan

f B B A E Ivmvmgh =−−22

2

1

2

1 263

1engan f E adalah energi yang hilang akibat

gesekan , ω adalah kecepatan sudut bola

kelereng, I merupakan momen inersia bolakelereng yang besarnya dapat ditentukanmelalui persamaan

22

5 I mr = 273

dengan r merupakan jari'jari bola kelereng

Metode Percobaan

/agian % Menentukan konstanta gravitasi

8ntuk memulai percobaan, siapkan terlebihdahulu peralatan seperti pada +ambar %9elereng kecil dijatuhkan dari ketinggian tertentu

di atas papan lintasan dari titik A Penentuankecepatan di titik / dilakukan denganmenggunakan sensor photogate :aktu ketika

%

Gambar ! Skema alat petcobaan

;

h

sensor

kelereng

/

A

0



kelereng kecil masuk dan keluar sensor akantercatat pada komputer Percobaan di ulangidengan variasi ketinggian pada rentang setiap *cm sebanyak * kali Setelah melalui titik / bendamengalami gerak peluru hingga jatuh di titik 05angkauan hori.ontal < di dapat dari pengukuran

percobaan Setelah diketahui kecepatankelereng di titik / yaitu diameter kelereng di bagidengan (aktu kelereng mele(ati sensor, makadapat ditentukan gravitasi kelereng ketika jatuhdi tanah dengan menggunakan persamaan 2$3=al yang sama dilakukan untuk kelereng besar yang mempunyai diameter berbeda

/agian $ Menentukan energi yang hilang 2 f E 3

Merangkai alat seperti pada percobaan bagian %,tetapi dengan lintasan kasar yang terdiri dari duatipe kekasaran dengan koefisien gesekan yang

belum diketahui Melakukan percoban sepertipada bagian % untuk menghitung kecepatankelereng /enda atau kelereng yang di gunakansama dengan percobaan bagian %

Hasil dan diskusi

/agian % Menentukan konstanta gravitasi

Pada percobaan ini variabel tetap yangdiukur sebagai berikut4

Tabel ! >ariabel kostan yang diukur

9elereng

Massa29g3

1iameter 2m3 h 2m3

kecil *,)6%&'6 %,)7%&'$

&,)besar $%,%%%&'6 $,*$*%&'$

Pada Percobaan % dengan mengunakanlintasan bidang licin diperoleh data sebagaiberikut4

Tabel " =asil pada kelereng kecil

10.5(... −

± A 023,0(...± B

10.6,6(... −±

!"# 1,73113 0,6886

!$ 1,896493 0,7474

!$# 2,051606 0,7742

!% 2,069766 0,8648

!%# 2,213693 0,874811

Tabel # =asil pada kelereng besar

10.5(... −

± A

0236,0(...±v 10.6,6(... −± X

!$ 1,784293 0,725

!$# 2,0078214 0,799167

!% 2,1635453 0,844

!%# 2,2812895 0,927

!# 2,4277803 0,974

1ari data diatas dapat diperoleh percepatangravitasi dari kedua benda tersebut yangdiperoleh dari proses /'0 yang merupakangerak parabola

Gra$ik ! Percepatan gravitasi

1ari grafik dapat diperoleh percepatan gravitasidengan mengunakan persamaan 2$3 yang

nilainya 2 9,742029 ± 0,455524 ) ms-2

untuk kelereng besar dan kelerengkecil nilainya 9,658846999 ±0,455524 ) ms-2!

=asil ini dapat diterima karena ada faktor yang mempengaruhi percepatan gravitasi disuatu tempat yakni gesekan kelereng denganudara

/agian $ Menentukan konstanta gravitasiPenentuan energi yang hilang melalui perconaandapat digunakan persamaan 263 dan persamaan273 /erikut adalah tabel hasil percobaan eneiyang hilang

Tabel % Energi yang hilang pada kertas amplastipe %&&

9etinggian

9ec9elereng

2m#s3

Energi yanghilang25oule3

/esar 9ecil /esar 9ecil

&,6 %,)!* %,"%! &,&$& &,&&7&,6* %,"&7 %,!6 &,&$7 &,&&7

$



&,7 %,!) $,%7) &,&$) &,&&7

&,7* $,%6! $,$** &,&$* &,&&*

Tabel & Energi yang hilang pada kertas amplastipe $7&

9etinggian

9ec 9elereng2m#s3

Energi yanghilang25oule3

/esar 9ecil /esar 9ecil

&,6 %,% %,!)* &,&%) &,&&%

&,6* %,!$) $,%$7 &,&%" &,&&$

&,7 $,%6% $,$)7 &,&%) &,&&$

&,7* $,$7$ $,6&" &,&%! &,&&7

1ari data pada tabel * terlihat adanya energi

yang hilang Energi tersebut hilang 2 dikonversi 3akibat adanya pengaruh kekasaran 9ekasaranyang kurang mengakibatkan benda terjadi slipSlip tersebut menghasilkan energi gesekanyang lebih besar dibandingkan dengan kelerengyang mengalami sedikit slip

'esimpulan

Nilai percepatan gravitasi dapat ditentukanmelalui percobaan ini, serta energi yang hilangakibat gaya gesekan dapat ditentukan sehinggadapat ditentukan perbandingan tingkat

kekasaran suatu bahan melalui besarnya energihilang akibat gaya gesekan permukaan lintasanbahan tersebut Sedangkan penentuan momeninersia tidak dapat ditentukan denganmenggunakan percobaan ini

(capan terima kasih

Penulis mengucapkan terima kasih kepadaProgram Magister Pengajaran ?isika @-/ atasdukungan finansialnya pada penelitian ini danaboratorium ?isika /S0'A atas dukungan'nyadalam mengikutsertakan penulis pada kegiatanilmiah Penulis juga berterima kasih kepada 1r

Nurhasan, 1r Neny 9urniasih dan 1rAcepPurBon atas diskusinya yang bermanfaat

)e$erensi

C%D +iancoli, 1ouglas 0, &isika 'ilid I (terjemahan), 5akarta 4 Penerbit Erlangga,$&&%

C$D =alliday dan esnick, ?isika 5ilid @2terjemahan3, 5akarta4 Penerbit Erlangga,%!!%

C6D +rolier, *ncyclopedia of Knowledge, +rolier @ncorporated 1anbury, 0onnecticut, %!!6

C7D Sutrisno, +eri &isika ,asar , Penerbit @-/,$&&%

C*D aymond A Ser(ay and john : 5e(ett,Physics for Scientists and Engineers,Pomona, $&&7

C)D 1arma(an 1jonoputro, /, -eori Ketidakpastian, Penerbit @-/, %!"7

CD 8niversity of Melbourne School of Physics,Physics / 0aboratory Manual , %!!*

6

Documents

RBL percepatan gravitasi makalah ilmiah (2).doc