laporan praktikum

1. 1
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
“TETAPAN PEGAS”
Disusun Oleh :
Yudhodanto Setyadi
(0651 12 346)
Tanggal Pratikum: 23 Oktober 2012
Assisten Dosen
1. Risa Ratimanjari S.si
2. Nurlela
3. Desi
4. Hilda
LABORATORIUM FISIKA
PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PAKUAN
2012

2. 2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan percobaan
Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa dapat :
1) Pengukuran dasar waktu
2) Mencari ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke
3) Menentukan massa efektif pegas
1.2. Dasar Teori
Kebanyakan gaya sehari-hari yang diamati pada benda-benda
makroskopis adalah gaya kontak langsung dengan benda. Gaya-gaya ini
adalah hasil gaya molukuler yang dikerjakan molekul-molekul sebuah
benda pada molekul di benda lain. Gaya molekuler ini sendiri adalah
perwujudan yang rumit dari gaya elektromagnetik dasar.
Misalnya kita tinjau pegas yang dipasang horisontal, di mana pada
ujung pegas tersebut dikaitkan sebuah benda bermassa m. Massa benda
kita abaikan, demikian juga dengan gaya gesekan, sehingga benda
meluncur pada permukaan horisontal tanpa hambatan. Terlebih dahulu
kita tetapkan arah positif ke kanan dan arah negatif ke kiri. Setiap pegas
memiliki panjang alami, jika pada pegas tersebut tidak diberikan gaya.
Pada kedaan ini, benda yang dikaitkan pada ujung pegas berada dalam
posisi
setimbang.
Untuk
semakin
memudahkan
pemahaman
dirimu,sebaiknya dilakukan juga percobaan.
Apabila benda ditarik ke kanan sejauh +x (pegas diregangkan),
pegas akan memberikan gaya pemulih pada benda tersebut yang arahnya
ke kiri sehingga benda kembali ke posisi setimbangnya.
Sebaliknya, jika benda ditarik ke kiri sejauh -x, pegas juga
memberikan gaya pemulih untuk mengembalikan benda tersebut ke
kanan sehingga benda kembali ke posisi setimbang.

3. 3
Besar gaya pemulih F ternyata berbanding lurus dengan simpangan
x dari pegas yang direntangkan atau ditekan dari posisi setimbang (posisi
setimbang ketika x = 0). Secara matematis ditulis :
F = -kx
Persamaan ini sering dikenal sebagai persamaan pegas dan
merupakan hukum hooke. Hukum ini dicetuskan oleh paman Robert
Hooke (1635-1703).k adalah konstanta dan x adalah simpangan. Tanda
negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah
berlawanan dengan simpangan x. Ketika kita menarik pegas ke kanan
maka x bernilai positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah dengan
simpangan x). Sebaliknya jika pegas ditekan, x berarah ke kiri (negatif),
sedangkan gaya F bekerja ke kanan. Jadi gaya F selalu bekeja
berlawanan arah dengan arah simpangan x. k adalah konstanta pegas.
Konstanta pegas berkaitan dengan elastisitas sebuah pegas. Semakin
besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah pegas), semakin besar gaya
yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Sebaliknya
semakin elastis sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin
kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas. Untuk
meregangkan pegas sejauh x, kita akan memberikan gaya luar pada
pegas, yang besarnya sama dengan F = +kx. Hasil eksperimen
menunjukkan bahwa x sebanding dengan gaya yang diberikan pada
benda.
Getaran adalah gerak bolak-balik secara periodik yang selalu
melalui titik keseimbangan.Satu getaran adalah gerakan dari titik mulamula dan kembali ke titik tersebut.Periode (waktu getar) adalah waktu

4. 4
yang digunakan untuk mencapai satu getaran penuh, dilambangkan T
(sekon atau detik).Frekuensi adalah banyaknya getaran tiap detik,
dilambangkan f (Hertz). Amplitudo adalah simpangan maksimum dari
suatu getaran, dilambangkan A (meter).Simpangan adalah jarak besarnya
perpindahan dari titik keseimbangan ke suatu posisi, dilambangkan Y
(meter). Sudut fase getaran adalah sudut tempuh getaran dalam waktu
tertentu, dilambangkan (radian).Fase getaran adalah perbandingan antara
lamanya getaran dengan periode, dilambangkan. Kecepatan sudut adalah
sudut yang ditempuh tiap satuan waktu
Hubungan f dan T :
f
1
T
Pegas
Sebuah pegas yang digantung vertikal ke
bawah ujungnya diberi beban m ditarik dengan gaya
F sehingga pegas bertambah panjang sebesar x,
kemudian gaya dilepas, maka beban bersama ujung
pegas akan mengalami gerak harmonik dengan
periode :
T
2
m
f
k
1
2
k
m
T = periode (s)
f = frekuensi pegas (Hz)
m = massa beban (kg)
π = 22/7 atau 3,14
k = konstanta pegas (N/m)
Nilai k dapat dicari dengan rumus hukum Hooke yaitu :
F=ky
Pada pegas :
2
F=ma=m y=m
T
2
2
y

5. 5
Tegangan
Tegangan atau stress ( ) didefinisikan sebagai hasil bagi antara
gaya tarik F dengan luas penampang kawat A. jadi, tegangan (
dapat
ditulis manjadi:
Regangan
Regangan strain atau (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara
pertambahan panjang
dengan panjang awal ℓ0. Jadi, regangan (e)
dapat ditulis menjadi:
Modulus Elastis
Modulus Elastisitas atau Modulus Young (E) sebatang logam
didefinisikan sebagai perbandingan antara (
dan regangan (e) logam
itu. Jadi, Modulus Elastisitas dapat ditulis menjadi:
Menurut hukum Hooke tekanan atau tarikan yang bekerja pada
seutas tali/kawat atau batang akan mengakibatkan perubahan panjang
kawat atau pelengkungan pada batang tersebut. Selama dalam batas
elastisitas, perbandingan antara tekanan (stress) dengan perubahan
realif/regangan (strain) yang diakibatkan konstan. Untuk perubahan
dalam satu dimensi, konstanta tersebut dinyatakan dengan modulus
elastisitas/modulus young. Beban yang menimbulkan gaya F dyne pada
kawat /tali dengan luas penambpang A akan memberikan stress sebesar :
P = F/A

6. 6
Sedangkan penambahan panjang kawat/tali dibandingkan dengan
panjang mula-mula dinyatakan dengan :
l / lo Strain =
Modulus elastisitas untuk kawat/tali tersebut dinyatakan dengan
rumus:
Suatu benda yang bergerak pada suatu permukaan benda lain akan
mendapat gaya yang arahnya berlawanan dengan arah benda. Gaya ini
terjadi akibat gesekan kedua permukaan benda dan disebut sebagai gaya
gesek. Bukti adanya gaya gesek adalah peristiwa pengereman pada mobil
atau ketika kita mendorong sebuah buku dilantai dengan gaya tertentu
dan buku bergerak maka buku tersebut akan berhenti di satu titik.

7. 7
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1. Peralatan dan Bahan yang Digunakan
1) Statip
2) Ember tempat beban
3) Beban-beban tambahan
4) Stopwatch
5) Skala baca
6) Pipa U berisi cairan
7) Penggaris mal

8. 8
BAB III
METODA KERJA
1. Menentukan g dari getaran kolom zat cair
a) Ukur panjang kolom zat cair menggunakan penggaris mal 10 kali.
b) Buatlah kedudukan zat cair pada salah satu kaki pipa U lebih tinggi dan
kemudian lepaskan. Zat cair akan melakukan gaya harmonik.
c) Catat waktu yang diperlukan untuk melakukan 5 getaran penuh.
d) Ulangi butir 2 dan 3 beberapa kali (10 kali)
2. Menentukan pegas secara statis
a) Gantungkan ember kosong pada pegas, catat kedudukan jarum petunjuk
pada skala (tabel).
b) Tambahkan setiap kali keeping-keping beban dan ini menyebabkan pegas
terantang; catat pula tiap-tiap perubahn beban dan perubahan panjang
pegas.
c) Selanjutnya kurangi keping-keping beban dan catat pula kedudukan jarum
petunjuk. Semuanya dalam bentuk tabel yang sesuai.
d) Timbanglah massa ember, tiap-tiap beban dan pegas (ingat nomor urut tiaptiap beban)
3. Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara dinamis
a) Ember kosong digantung pada pegas, kemudian digetarkan. Usahakan
getaran ayunan dari ember tidak goyang ke kiri/ ke kanan.
b) Tentukan waktu getar dari 20 kali ayunan. Catat massa dari tiap beban
untuk waktu yang sesuai.
c) Tambahkan beban dalam ember dan sekali lagi ayunkan untuk 20 kali
ayunan penuh. Ulangi ini untuk tambahan beban yang lain (buat tabel).
Ingat nomor urut beban.

9. 9
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Data Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal
11 November 2011, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut.
Keadaan ruangan
P (cm)Hg
T (oC)
C (%)
Sebelum percobaan
74,7 Hg
31,5oC
60 %
Sesudah percobaan
74,7 Hg
30,5oC
55 %
Member
= 64, 7 gram
M1
= 9, 9 gram
M2
= 10, 1 gram
M3
= 10, 1 gram
M4
= 10, 1 gram
M5
= 9, 7 gram
a. Menentukan Gravitasi (g) Cari Kolom Zat Cair
No
Σ Getaran
Waktu (t) s
l (cm)
T
g (cm/s2)
1.
4,04
0,808
907,03
2.
3,77
0,754
1041,60
0,766
1009,23
3.
5
3,83
30
4.
3,86
0,772
993,60
5.
4,09
0,818
884,99
0,784
967,29
5
3,918
30

10. 10
b. Menentukan Tetapan Pegas Cara Statis
No
Massa (gr)
x (cm)
K (mg/x)
1
64,7
0
0
2
9,90
1,2
7980,142
3
20,0
2,2
8793,545
4
30,1
2,5
11646,171
5
40,2
3,3
11783,351
6
49,9
4,3
11255,063
35,8
2,25
10291,654
c. Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara
dinamis
No
Σ Getaran
Waktu (t) s
Massa
T
(gr)
Mef
1
10,20
0,51
64,7
3,106
2
11,18
0,559
74,6
6,861
11,80
0,59
84,7
6,047
12,52
0,626
94,8
7,359
5
12,94
0,647
104,9
4,228
6
13,94
0,697
114,6
12,047
12,10
0,605
89,71
6,608
3
4
20
20
4.2. Perhitungan
a. Menghitung gravitasi (g) dari kolom zat cair

11. 11
b. menghitung tetapan pegas dengan cara statis (k)
c. Menghitung nilai massa efektif (Mef)

12. 12

13. 13
BAB V
PEMBAHASAN
Sebuah pegas yang dibuat dengan cara melilitkan kawat yang kaku menjadi
sebuah kumparan adalah alat yang lazim. Gaya yang dikerjakan oleh pegas jika ia
ditekan atau diregangkan adalah hasil dari gaya intermolukuler yang rumit dari
dalam pegas adalah cukup untuk kebanyakan terapan.
Bila sebuah benda diregangakan oleh gaya, maka panjang benda akan
bertambah. Panjang atau pendeknya pertambahan panjang benda tergantung pada
elastisitas bahan dari benda tersebut dan juga gaya yang diberikannya. Apabila
benda masih berada dalam keadaan elastis ( batas elastisitasnya belm dilampaui),
beradasarkan hukum Hooke pertambahan panjang (∆x) sebanding dengan besar
gaya F yang meregangkan benda. Asas ini berlaku juga bagi pegas heliks, selama
batas elastisitas pegas tidak terlampaui.
Tanda (-) menunjukkan bahwa arah gaya (F) berlawanan dengan arah
simpangan (
y). Grafik hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang (
y) pegas.
Seperti
kita
menyelidiki
sifat
elastisitas
bahan,
kita
juga
mengukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan. Dalam
hal ini,gayayang diberikan sama dengan berat benda = massa x percepatan
gravitasi.Pegas ada disusun tunggal, ada juga yang disusun seri ataupun paralel.

14. 14
Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan
jumlahmasing-masing pertambahan panjang pegas sehingga pertambahan total x
adalah : x = x
Hukum hooke hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak berlaku untuk
daerah plastik maupun benda-benda plastik. Menurut Hooke, regangan sebanding
dengan tegangannya, dimana yang dimaksud dengan regangan adalah persentase
perubahan dimensi. Tegangan adalah gaya yang menegangkan persatuan luas
penampang yang dikenainya.
Sebelum diregangkan dengan gaya F, energi potensial sebuah pegas adalah
nol, setelah diregangkan energi potensial nya berubah menjadi: E= kx

15. 15
BAB VI
KESIMPULAN
Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka
dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.
1) Dalam penelitian gaya pegas dan konstanta pegas terbukti bahwa Hukum
Hooke adalah benar. Yaitu hubungan antara gaya yang diberikan pada pegas
serbanding dengan pertambahan panjang pegas ( F = k . x )
2) Konstanta pegas adalah ukuran elastisitas pegas. Jadi apabila pegas makin
kaku maka konstanta pegas besar.
3) Semakin banyak getaran yang dilakukan pad sistem getaran, waktu yang
diperlukan semakin banyak sehingga periodenya semakin besar.
4) Makin besar massa yang dipergunakan maka pertambahan panjang pada
sistem pembebanan akan semakin besar.
5) Pada sistem getaran nilai k. ditentukan banyaknya getaran, massa,dan
periode.

16. 16
LAMPIRAN
Tugas Akhir
1. Dari percobaan A tentukan harga G menggunakan persamaan (8)
2. Dari percobaan B tentukan harga k dengan menggunakan persamaan (2)
Gunakan dua cara yaitu:
1. Dengan menggunakan grafik (metode kwadrat terkecil)
2. Dengan merata-ratakan harga k dari tiap kali penambahan beban
3. Dari percobaan C buat grafik antara T2 terhadap M dan dari grafik ini
tentukan harga k dan massa efektif pegas (pakai metode kwadrat terkecil)
4. Pada umumnya hasil yang diperoleh untuk harga k dari percobaan B dan C
berbeda. Apakah penyebanya ?Terangkan !
Jawaban:
1. Persamaan (8): T = 2π
menjadi
2.
4.

17. 17
2. Persamaan (2): mg = kx menjadi k =
1.
Grafik
Y
Massa (gram)
64,7
49,9
40,2
30,1
20
9,9
x
1,2
2,2
2,5
3,3
4,3
x Panjang Pegas (cm)
2.
mg/x
mg/x
mg/x

18. 18
mg/x
3.
mg/x
Grafik T2 terhadap M dengan menentukan harga k dan Mef..
Y
Massa (gram)
114,5
104,8
94,8
84,7
94,8
64,7
x
0,26
0,31
0,35
0,39
0,43
0,49
T2 (Perioda)
4.
Hasil yang diperoleh untuk k pada percobaan B (statis) dan C (dinamis).
Dikarenakan pengaruhnya massa ember kosong diabaikann yang
dihitung hanya massa beban. Sedangkan, pada percobaan dinamis
massa ember kosong dihitung dan ditambah dengan massa beban.

19. 19
DAFTAR PUSTAKA
Alonso, Marcello & Edward J. Finn. 1980. Dasar-Dasar Fisika Universitas.
Erlangga. Jakarta
2011. Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor
Hilliday, David & Robert Resnick. 1985. Fisika. Erlangga. Jakarta
Tiper, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik.Erlangga. Jakarta