Bandul Fisis

MAKALAH PRAKTIKUM FISIKA “Bandul Fisis”

Diajukan sebagai Tugas Mata Kuliah Praktikum Fisika

Disusun Oleh: Anisya Widyananda B.1710873

TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI FAKULTAS ILMU PANGAN HALAL UNIVERSITAS DJUANDA BOGOR 2018

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis ingin mengucapkan Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang tiada hentinya memberi rahmat, anugerah, berkat, serta hidyah-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah fisika yang berjudul “Bandul Fisis” Makalah ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memenuhi nilai praktikum fisika pada Jurusan Teknologi Pangan Dan Gizi. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini tidak terlepas dari kekurangan-kekurangan, baik itu berupa isi atau materi susunan kalimatnya, untuk itu penulis memohon maaf atas segala kekurangan tersebut. Penulis juga senan tiasa membuka tangan untuk menerima saran dan kritik yang membangun agar kelak, penulis dapat berkarya lebih baik lagi. Akhir kata penulis mengharapkan semoga makalas fisika bandul fisis ini dapat memberikan manfaat bagi nusa dan bangsa.

Bogor, 3 April 2018

Anisya Widyananda

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, salah satu contohnya

adalah permainan ditaman kanak-kanak, yaitu ayunan. Dari ayunan tersebut kita dapat menghitung perioda yaitu selang waktu yang diperlukan beban untuk melakukan suatu getaran lengkap dan juga kita dapat menghitung berapa besar gravitasi bumi di suatu tempat. Besarnya percepatan yang dialami oleh sebuah benda akan berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja di dalam benda itu sendiri dan akan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut (Garry Issac Newton) Pada makalah ini, ayunan yang dipergunakan adalah ayunan yang dibuat sedemikian rupa dengan bebannya adalah bandul fisis. Pada dasarnya percobaan dengan bandul ini tadak terlepas dari getaran, dimana pengertian getaran itu sendiri adalah gerak bolak balik secara periodia melalui titik kesetimbangan. Getaran dapat bersifat sederhana dan dapat bersifat kompleks. Getaran yang dibahas tentang bandul adalah getaran harmonik sederhana yaitu suatu getaran dimana resultan gaya yang bekerja pada titik sembarangan selalu mengarah ke titik kesetimbangan dan besar resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang ketitik kesetimbangan tersebut. Umumya suatu benda yang dapat bergetar bekerja serentetan impuls berkala yang frekuensinya sama dengan salah satu frekuensi alam getaran benda itu, maka timbullah getaran yang amplitudonya relatif besar. Fenomena ini dinamakan resonansi, dan dikatakan benda itu resonan dengan impuls yang bekerja padanya. Contoh umum resonansi mekanis adalah kalau kita mendorong sebuah ayunan. Ayunan ialah bandul yang mempunyai hanya satu frekuensi alam yang bergantung pada panjangnya. Jika pada ayunan tadi secara berkala (periodik) dilakukan dorongan yang frekuensinya sama dengan frekuensi ayunan, maka geraknya dapat dibuat besar sekali.Jika frekuensi dorongan tidak sama dengan frekuensi alam ayunan, atau bila dorongan dilakukan dalam selang-selang waktu yang tidak teratur maka ayunan itu tidak dapat disebut melakukan getaran.

1.2

Rumusan Masalah Dari latar belakang permasalahan yang telah diuraikan diatas, maka perumusan

masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Bagaimana mencari nilai percepatan gravitasi bimi di suatu tempat dengan menggunakan bandul dan apakah nilai tersebut sesuai dengan nilai konstanta percepatan gravitasi bumi (g = 9.8 m/s2) atau tidak? 2. Bagaimana cara mengukur periode bandul fisis yang mengalami gerak harmonik sederhana? 1.3

Tujuan 1. Untuk mengetahui perbedaan sifat-sifat dari bandul fisis dan bandul sederhana. 2. Untuk mengetahui besaran-besaran penting yang berkaitan dengan bandul fisis mengalami gerak harmonic sederhana 3. Untuk mengetahui cara mengukur periode bandul fisis yang mengalami gerak harmonik sederhana. 4. Untuk mengetahui cara menentukan percepatan gravitasi dengan menggunakan bandul fisis.

BAB II PEMBAHASAN 2.1

Bandul Fisis Semua benda tegar yang digantungkan sehingga benda dapat berayun dalam

bidang vertikal terhadap sumbu yang melalui benda tersebut, dinamakan bandul fisis. Bandul fisis merupakan perluasan dari bandul sederhana, yang hanya terdiri dari tali tak bermassa yang digantungi sebuah partikel tunggal. Pada kenyataannya semua benda yang berayun adalah bandul fisis.Bandul fisis sebenarnya memiliki bentuk yang lebih kompleks, yaitu sebagai benda tegar. Bandul fisis merupakan keadaan lebih umum dari bandul matematis. Ayunan bandul bukan lagi tali yang massanya diabaikan dengan pusat massa yang terkonsentrasi sejauh L, tetapi getaran selaras yang terjadi pada sejumlah massa yang pusat massanya diketahui dengan pusat rotasi yang ditentukan. Prinsipnya mirip gerakbandul matematis, hanya persamaan yang diturunkan lebih umum, dan perbedaan lainnya bandul fisis tidak bias mengabaikan bentuk, ukuran, dan massa benda seperti bandul matematis. Bila bandul ditarik kesamping dari posisi seimbangnya kemudian dilepas,maka bandul akan berayun karena pengaruh gravitasi atau bandul bergetar dengan ragam getaran selaras. Gaya pemulih yang bekerja pada m: F = -mg sin 0. Karena gaya pemulihnya sebanding dengan sin 0 bukan dengan simpangannya, gerak yang terjadi bukan gerak harmonik sederhana. Perioda yang mengalami gerak selaras sederhana, termasuk bandul, tidak bergantung pada amplitudo. Galileo dikatakan sebagai yang pertama mencatat kenyataan ini, sementara ia melihat ayunan lampu dalam katedalan di pissa. Penemuan ini mengarah pada bandul jam yang pertama mirip dengan lonceng. Bandul juga berguna dalam bidang geologi dan sering kali diperlukan untuk mengukur percepatan gravitasi pada lapis tertentu dengan sangat teliti.

Jika sebuah benda digantungkan pada suatu poros O, kemudian diberi simpangan θ dan dilepaskan, maka benda itu akan berosilasi karena adanya torka pulih sebesar – mghsinθ dengan : Mg

:

gaya berat,

hsinθ

:

lengan

h

:

jarak antara poros ke pusat massa PM

Jika redaman diabaikan, maka

persamaan gerak

dari sistem bandul fisis ini

adalah:

(1) Dengan I adalah momen inersia benda dihitung terhadap titik poros. Jika benda itu diberi simpangan kecil maka , sehingga persamaan menjadi : (2) Solusi dari persamaan ini adalah perioda solusi sebesar:

(3) Dengan melakukan eksperimen bandul fisis , ada 3 hal yang diperoleh yaitu : 

Dapat menentukan momen inersia benda



Dapat mempelajari dalil sumbu sejajar untuk momen inersia



Dapat menentukan momen inersia di pusat massa

Menurut dalil sumbu sejajar ,momen inersia benda adalah : (4) Dengan Ipm : momen inersia terhadap pusat massa batang homogen k : jari- jari girasi terhadap titik pusat massa.

untuk

Dalam eksperimen ini akan dilakukan percobaan untuk berbagai posisi poros. Batang pada satu

poros jika diberi simpangan akan berosilasi dengan perioda sebesar

dapat dicari

dari persamaan (3) dan (4). Jika perioda bandul fisis ekivalen dengan perioda bandul matematis

maka panjang ekivalen bandul fisis menjadi persamaan kuadrat, yaitu : ditunjukkkan memiliki 2 nilai

adalah . Persamaan ini dapat diganti Solusi dari persamaan kuadrat yang artinya periode osilasi untuk

kedua nilai h bernilai sama. Dari persamaan kuadrat ditunjukkan bahwa

. Jika titik O’ berjarak

dari pusat massa, maka akan

memiliki perioda osilasi yang sama untuk titik poros O yang berjarak h1, sehingga jarak OO’ merupakan panjang ekivalen bandu matematis (l). Momen inersia bandul di titik pusat massa

dapat dicari 2.2

, dan percepatan gravitasi juga dapat dicari Soal 1. Tentukan ordinat pusat massa bandul fisis jika diketahui massa keping 5,2 kg , massa batang 1,5 kg , panjang batang 1,12 m , dan jarak ujung batang atas sampai kepusat keping 0,96 m! 2. Tentukan jarak ke pusat massa bandul fisis dari hasil ordinat pusat massa bandul fisis dari perhitungan no 1 bila jarak ujung batang atas sampai ke pasaknya 0,16 m! 3. Tentukan percepatan gravitasi jika diketahui d1 0,7104 m , d2 0,6604 m dan T1 1,7751 s T2 1,7241 s !

BAB III PENUTUP

3.1

Kesimpulan 1. Bandul FISIS merupakan aplikasi dari ayunan sederhana yang terdiri atas suatu bandul yang digantungkan pada sebuah batang. Jika bandul diberi sedikit simpangan kekiri atau kekanan dari posisi setimbangnya dan kemudian dilepaskan, maka bandul akan bergerak bolak balik disekitar titik kesetimbanganya, gerakan ini dinamakan gerak harmonik sederhana. 2. Syarat yang harus dipenuhi oleh suatu benda yang bergerak harmonik sederhana adalah adanya suatu gaya yang berusaha mengembalikan benda kepada posisi seimbangnya. 3. Ayunan sederhana ini merupakan suatu metode sederhana untuk mengukur percepatan gravitasi pada suatu tempat. 4. Syarat bandul fisis mengukur gravitasi adalah:  Tali penggantung tidak elastis  Simpangan yang diberikan cukup kecil, hal ini dapat diatasi dengan mempergunakan tali penggantung yang cukup panjang.

3.2

Saran

Penulis menyarankan bahwa untuk para mahasiswa agar menekuni mempelajari Ilmu tentang bandul fisis ini Sebab, ilmu ini berguna bagi kalian yang ingin mengukur secara tepat tentang percepatan gaya gravitasi suatu tempat.

DAFTAR PUSTAKA

-

Anonym.2017.Pengertian Gravitasi Menuruat Para Ahli. http://www.pengertianmenurutparaahli.net/pengertian-percepatan-gravitasi/ (4/4/2018) Martindo,putra,yongki.2017.https://www.vbook.pub.com/doc/88394406/makalah-fisikabandil-fisis (4/4/2018) Mukhsinah,dkk.2012.Bandul Fisis Beserta Lembar Kerja Siswa. Universitas Sriwijaya. Palembang Spektafest.2015.Bandul Fisis.https://www.slideshare.net/mobile/ridjadi/bandul-fisis-m5 (4/4/2018) Syarbaini,ahmad,dkk.2018.Modul Fisika Dasar.Universitas Djuanda.Bogor