Gaya Pegas

Laporan Praktikum Fisika Dasar

Hari       : Jum’at

Jam       : 10.00 WIB

Asisten  :1. Satria Purwanto

                2. Afzal Khalilullah ZA

GAYA PEGAS

Oleh:

Miswar Rahmad

1205106010072

 

LABORATORIUM FISIKA DASAR

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM, BANDA ACEH

2012

I. PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Gerakan yang terjadi apabila sebuah pegas diberi beban dan diberi simpangan disebut gerak harmonis. Gerakan harmonis terjadi karena dipengaruhi oleh gaya yang berasal dari pegas. Gaya tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu faktor dari besarnya jarak simpangan yang diberikan pada pegas dan oleh faktor nilai tetapan pegas itu sendiri. tersebut sehingga juga dapat mempengaruhi frekuensi dari pegas tersebut. Untuk menentukan nilai dari tetapan pegas tersebut dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu cara statis dan cara dinamis. Dalam praktikum ini cara yang dipakai untuk mencari harga tetapan pegas itu adalah cara statis.

Karena gaya pegas ini penting bagi mahsiswa untuk mengetahuinya, maka dilakukanlah praktikum. Dengan praktikum ini diharapkan mahasiswa mengetahui dan memahami pengaruh gaya pada perpanjangan pegas dan konstanta pegas.

B. Tujuan Praktikum

Mempelajari pengaruh gaya terhadap perpanjangan pegas dan konstanta pegas (k).

          

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pada eksperimennya, Hooke menemukan adanya hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas yang dikenai gaya. Besarnya gaya sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Konstanta perbandingannya dinamakan konstanta pegas dan disimbulkan k ( Handayani, 2009 ).

Suatu benda yang dikenai gaya akan mengalami perubahan bentuk (volume dan ukuran). Misalnya suatu pegas akan bertambah panjang dari ukuran semula, apabila dikenai gaya sampai batas tertentu. Sifat pegas seperti yang dinyatakan oleh hukum Hooke tidak terbatas pada pegas yang diregangkan. Pada pegas yang dimampatkan juga berlaku Hukum Hooke, selama pegas masih pada daerah elastisitas. Sifat pegas seperti itu banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada neraca pegas, bagian-bagian tertentu mesin, dan peredam kejut pada kendaraan bermotor ( Nurachmandani, 2009 ).

Hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dengan pertambahan panjang pegas x pada daerah elastisitas pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke (1635 - 1703), yang kemudian dikenal dengan Hukum Hooke. Pada daerah elastis linier, besarnya gaya F sebanding dengan pertambahan panjang x ( Haryadi, 2009 ).

Pada gerak harmonik sederhana, benda akan selalu bergerak bolak - balik di sekitar titik kesetimbangannya secara terus-menerus. Dengan demikian, definisi gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak-balik benda melalui suatu titik kesetimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan ( Saripudin, dkk, 2007 ).

III. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Waktu dan Tempat

Praktikum Pengukuran Dasar dilakukan pada hari Jum’at, tanggal 16 Desember 2011, berlangsung dari pukul 10.00 samapi 12.00 WIB  di Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Unsyiah.

B.     Alat dan Bahan

1.      Alat :

§  Pegas             

§   stopwatch

§  Mistar          

§   Statif

    

2.      Bahan :

§  beban

                       

3.      Cara Kerja

1.      Percobaan Hukum Hooke

§  Disusun pegas pada sebuah statif.

§  Mistar diatur sehingga posisi jarum penunjuk pada pegas tetap mengarah pada angka nol mistar.

§  Massa m ditimbang dengan timbangan dan dicatat massa terukur.

§  Digantungkan beban pada ujung pegas dan dicatat pertambahan panjangnya.

§  Kegiatan no. 3 dan 4 dilakukan sebanyak 5 kali dengan beban yang berbeda.

2.      Percobaan gerak harmonis sederhana

§  Disusun pegas pada sebuah penyangga.

§  Ditimbang beban m dengan menggunakan neraca dan dicatat massa yang terukur.

§  Digantungkan beban m pada ujung pegas.

§  Ditarik beban m kebawah sekitar 10 cm, kemudian dilepaskan dan pada saat yang bersamaan stopwatch dijalankan.

§  Dimatikan stopwatch setelah beban bergerak keatas kebawah lagi secara berulang sebanyak 5 kali dan dicatat waktu yang terukur.

§  Diulangi langkah no. 2 sampai 5 dengan massa beban yang berbeda

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Data Hasil Pengamatan

1.      Percobaan Hukum Hooke

Tabel 1. Percobaan Hukum Hooke

No	Massa beban m ( kg )	Pertambahan panjang pegas ( m )
1	0,02	0,006
2	0,06	0,02
3	0,08	0,03
4	0,1	0,35
5	0,12	0,42

2.      Percobaan gerak harmonik sederhana                                            

Tabel 2. Percobaan gerak harmonik sederhana

No	Massa beban m ( kg )	Waktu 5 kali getaran ( s )	Periode
1	0,05	1,94	0,388
2	0,06	2,16	0,432
3	0,08	2,03	0,406
4	0,1	2,59	0,518
5	0,12	2,72	0,544

B.     Analisa Data

1.      Percobaan Hukum Hooke

Pada percobaan Hukum Hooke dengan  menggunakan tabel 1, maka konstanta pegas ( k ) dapat dicari dengan menggunakan rumus Hooke sebagai berikut :

F= k .

F = N = m x g

Dari rumus Hooke trsebut, maka konstanta pegas ( k ) dapat dicari beberapa ulangan pada percobaan hukum Hooke.

a.       Pada massa beban 0,02 kg dengan pertambahan panjang pegas 0,006 m maka kostanta pegas :

F = m x g = 0,02 x 10 = 0,2 N

k =  =  = 33 N/m

b.      Pada massa 0,06 kg dengan pertambahan panjang pegas 0,02 m, maka k = 30 N/m

c.       Pada massa 0,08 kg dengan pertambahan panjang pegas 0,03 m, maka k = 26,6 N/m

d.      Pada massa 0,1 kg dengan pertambahan panjang 0,35 m, maka k = 2,85 N/m

e.       Pada massa 0,12 dengan pertambahan panjang 0,42 m, maka k = 28,7 N/m

2.      Percobaan gerak harmonis sederhana

Pada percobaan gerak harmonik sederhana dengan data pada tabel 2, maka konstanta pegas ( k ) dapat dicari dengan menggunakan rumus seperti berikut:

k =               Dimana nilai 4π² = 39,48

Dari rumus di atas tersebut, maka konstanta pegas ( k )dapat dicari dari beberapa percobaan gerak harmonik sederhana.

a.       k =   =  =   = 5,21 N/m           

jadi, konstanta pegasnya ( k ) adalah 5,21 N/m

b.      k =   =  =   = 12,69 N/m

jadi, konstanta pegasnya ( k ) adalah 12,69 N/m          

c.       k =   =  =   = 19,68 N/m    

jadi, konstanta pegasnya ( k ) adalah 19,68 N/m      

d.      k =   =  =   = 14,71 N/m       

jadi, konstanta pegasnya ( k ) adalah 14,71   

e.       k =   =  =   = 16,01 N/m          

jadi, konstanta pegasnya adalah 16,01 N/m

C.    Pembahasan

     Dari data-data yang telah didapat pegas bertambah panjang pada saat digantungkan beban yang mempunyai massa mulai dari 20 gram hingga 120 gram. Pertambahan panjangnya mulai dari 0,7 m sampai 1,5 m, ini membuktikan bahwa adanya pegaruh gaya, yaitu gaya berat yang memberikan pengaruh pada proses perpanjangan pegas.

Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya yang meregangkan suatu zat elastis dan pertambahan panjang zat elastis. "Pada daerah elastisitas benda, gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan pertambahan panjang benda", disebut Hukum Hooke. Besarnya gaya sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Konstanta perbandingannya dinamakan konstanta pegas dan disimbulkan k.

Pada percobaan gerak harmonik sederhana, data-data yang didapat berbeda-beda, itu karena variasi massa beban yang diberikan. Selain itu penyebabnya juga bisa terjadi karena pada saat penarikan beban ke bawah dengan menjalankan stopwatch tidak bersamaan atau juga terlambat mematikan stopwatch tidak bersaman dengan pergerakan beban pada saat beban sudah bergerak ke atas dan ke bawah sebanyak lima kali.

Gerak harmonik adalah gerak periodik yang memiliki persamaan gerak sebagai fungsi waktu berbentuk sinusoidal. Gerak Harmonik Sederhana didefinisikan sebagai gerak harmonic yang dipengaruhi oleh gaya yang arahnya selalu menuju titik seimbang dan besarnya sebandingdengan simpangannya.Gerak Harmonik Sederhana yaitu gerak harmonik yang dipengaruhi oleh gaya yangarahnya selalu menuju titik seimbang dan besarnya sebanding dengan simpangannya.

V. PENUTUP

A.    Kesimpulan

Dari pembahasan yang telah di paparkan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1.      Pegas akan bertambah panjang ketika dipasangkan beban, ini membuktikan bahwa ada pengaruh gaya berat pada pertambahan panjang pegas.

2.      Perbedaan waktu yang diperoleh pada percobaan gerak harmonik sederhana karena vaktor variasi massa beban dan faktor - faktor internal lainnya yang telah disebutkan dalam pembahasan di atas.

B.     Saran

Dari kesimpulan di atas, kami memberikan beberapa saran yang mungkin bisa berguna untuk perbaikan praktikum selanjutnya.

1.      Pada saat penarikan pegas harus hati-hati, agar beban tidak terlempar mengenai kita.

2.      Harus benar-benar teliti pada saat menghitung waktu yang dihabiskan pada saat pegas melakukan pergerakan ke bawah dan  ke atas, agar dapat mendapatkan hasil perhitungan yang akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Handayani, Sri dan Ari, Damari. 2009. FISIKA Untuk SMA dan MA Kelas XI. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.                                         

Haryadi, Bambang. 2009. Fisika. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.                                                                                                          

Nurachmandani, Setya. 2009. FISIKA 2 Untuk SMA/MA Kelas XI. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.                                                            

Saripuddin, Aip, dkk. 2007. Praktis Belajar untuk Kelas 2 SMA/MA. Visindo Media Persada, Jakarta.