dina's blog: Laporan Praktikum Fisika

GERAK JATUH BEBAS

I. Tujuan : Menentukan percepatan gravitasi bumi

II. Alat dan bahan : 1. Kelereng/bola kecil

2. Pita ukur/mistar

3. Stopwatch

III. Langkah kerja :

Dengan pita ukur, ukurlah ketinggian tempat yang berada pada jarak 0,6 m; 0,8 m; 1,0 m; 1,2 m; 1,4 m; 1,6 m; 1,8 m; dan 2,0 m di atas lantai.
Lepaskan bola dari setiap ketinggian tersebut dan ukur selang waktu jatuhnya (selang waktu mulai bola dilepaskan sampai menumbuk lantai) secara bergantian dengan stopwatch. Tuliskan hasil pengamatan anda dalam tabel berikut:

Ketinggian dari lantai Y (m)	Selang waktu jatuh T (sekon)	T² (sekon²)
0,60
0,80
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0

Siapkan kertas grafik dengan skala yang sesuai, dengan sumbu y sebagai sumbu tegak dan t kuadrat sebagai sumbu mendatar. Plotlah titik-titikyang anda peroleh dari tabel tersebut.
Dengan menggunakan metode sentroid, lukislah garis lurus terbaik melalui titik-titik plot tersebut
Dari grafik lurus tersebut, tentukanlah percepatan grafitasi g di tempat anda melakukan percobaan

IV. Dasar Teori

Teori gerak jatuh bebas

Pada masa lampau, hakekat gerak benda jatuh merupakan bahan pembahasan yang sangat menarik dalam ilmu filsafat alam. Aristoteles, pernah mengatakan bahwa benda yang beratnya lebih besar jatuh lebih cepat dibandingkan benda yang lebih ringan. Pendapat aristoteles ini mempengaruhi pandangan orang-orang yang hidup sebelum masa Galileo, yang menganggap bahwa benda yang lebih berat jatuh lebih cepat dari benda yang lebih ringan dan bahwa laju jatuhnya benda tersebut sebanding dengan berat benda tersebut.

Galileo mendalilkan bahwa semua benda akan jatuh dengan percepatan yang sama apabila tidak ada udara atau hambatan lainnya. Galileo menegaskan bahwa semua benda, berat atau ringan, jatuh dengan percepatan yang sama, paling tidak jika tidak ada udara. Galileo yakin bahwa udara berperan sebagai hambatan untuk benda-benda yang sangat ringan yang memiliki permukaan yang luas. Tetapi pada banyak keadaan biasa, hambatan udara ini bisa diabaikan. Pada suatu ruang di mana udara telah diisap, benda ringan seperti selembar kertas yang dipegang horisontal pun akan jatuh dengan percepatan yang sama seperti benda yang lain. Ia menunjukkan bahwa untuk sebuah benda yang jatuh dari keadaan diam, jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat waktu. Ini adalah salah satu persamaan GLBB.

Gerak jatuh bebas atau GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Variasi dari gerak ini adalah gerak jatuh dipercepat dan gerak peluru.

· Rumus umum :

Secara umum gerak yang hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi memiliki bentuk:

$y = y_0 + v_0 \cdot t + \frac12 g t^2 \!$

di mana arti-arti lambang dan satuannya dalam SI adalah

t adalah waktu (s)
y adalah posisi pada saat t (m)
y₀ adalah posisi awal (m)
v₀ adalah kecepatan awal (m/s)
g adalah percepatan gravitasi (m/s²)

Akan tetapi khusus untuk GJB diperlukan syarat tambahan yaitu:

$v_0 = 0 \!$

sehingga rumusan di atas menjadi

$y = y_0 + \frac12 g t^2 \!$

GJB dan analoginya
	Gerak oleh gaya gravitasi	Gerak oleh gaya listrik
Gaya	$F = mg \!$	$F = qE \!$
Percepatan	$a = g \!$	$a = \frac q m E \!$
Kecepatan	$v = gt \!$	$v = \left(\frac q m E \right) t\!$
Posisi	$y = \frac{1}{2} g t^2 \!$	$y = \frac{1}{2} \left( \frac{q}{m} E \right) t^2 \!$

V. Data

Percobaan di lantai bawah (lantai 1)

Ketinggian dari lantai Y (m)	Selang waktu jatuh T (sekon)	T² (sekon²)	Gravitasi g (m/s²)
0,6	0,35	0,1225	9,79
0,8	0,41	0,1681	9,51
1,0	0,45	0,2025	9,87
1,2	0,50	0,2500	9,60
1,4	0,54	0,2916	9,60
1,6	0,57	0,3249	9,84
1,8	0,61	0,3721	9,67
2,0	0,64	0,4096	9,76

Percobaan di lantai atas (lantai 2)

Ketinggian dari lantai Y (m)	Selang waktu jatuh T (sekon)	T² (sekon²)	Gravitasi g (m/s²)
0,6	0,35	0,1225	9,79
0,8	0,44	0,1936	8,26
1,0	0,48	0,2304	8,68
1,2	0,53	0,2809	8,54
1,4	0,58	0,3364	8,32
1,6	0,63	0,3969	8,06
1,8	0,67	0,4489	8,01
2,0	0,71	0,5041	7,93

VI. Analisis Data

Rumus :

y = ½ gt²

g = 2h/t²

1. Analisis percobaan di lantai bawah

· g₁ = 2.0,6/(0,35)² ● g₆ = 2.1,6/(0,57)²

= 1,2/0,1225 = 3,2/0,3249

= 9,79 m/s² = 9,84 m/s²

· g₂ = 2.0,8/(0,41)² ● g₇ = 2.1,8/(0,61)²

= 1,6/0,1681 = 3,6/0,3721

= 9,51 m/s² = 9,67 m/s²

· g₃ = 2.1 /(0,45)² ● g₈ = 2.2/(0,64)²

= 2 /0,2025 = 4/0,4096

= 9,87 m/s² = 9,76 m/s²

· g₄ = 2.1,2/(0,5)²

= 2,4/0,25

= 9,6 m/s²

· g₅ = 2.1,4/(0,54)²

= 2,8/0,2916

= 9,6 m/8,26s²

g₁ = g₁+g₂+g₃+g₄+g₅+g₆+g₇+g_{8 /}n

= 77,64 / 8

= 9,70 m/s²

2. Analisis percobaan di lantai atas

· g₁ = 2.0,6/(0,35)² ● g₅ = 2.1,4/(0,58)²

= 1,2/0,1225 = 2,8/0,3364

= 9,79 m/s² = 8,32 m/s²

· g₂ = 2.0,8/(0,44)² ● g₆ = 2.1,6/(0,63)²

= 1,6/0,1936 = 3,2/0,3969

= 8,26 m/s² = 8,06 m/s²

· g₃ = 2.1 /(0,48)² ● g₇ = 2.1,8/(0,67)²

= 2 / 0,2304 = 3,6/0,4489

= 8,68 m/s² = 8,01 m/s²

· g₄ = 2.1,2/(0,53)² ● g₈ = 2.2/(0,71)²

= 2,4/0,2809 = 4/0,5041

= 8,54 m/s² =7,93 m/s²

g₂ = g₁+g₂+g₃+g₄+g₅+g₆+g₇+g_{8 /}n

= 67,59/ 8

= 8,44 m/s²

Dari kedua rata-rata percepatan gravitasi, kita akan mendapatkan rata-rata percepatan gravitasi di bumi.

g = g₁+g_{2 /} 2

= 9,79 + 8,44 / 2

= 9,11 m/s²

VII. Pembahasan

Dalam pengambilan data dilakukan 3 kali percobaan yang tujuannya agar data yang didapatkan valid atau benar dan hasil yang didapatkan dapat di rata-rata, sebab jika hanya dilakukan 1 kali percobaan data yang akan diperoleh belum tentu benar.

Percobaan ini dilakukan di dua tempat yang berbeda, sehingga didapatkan dua data. Percobaan pertama dilakukan di permukaan tanah (lantai bawah), sedangkan percobaan kedua dilakukan di lantai dua sebuah bangunan atau gedung sekolah.

Rata-rata percepatan gravitasi dari hasil percobaan pertama yaitu 9,79 m/s². Rata-rata percepatan gravitasi dari hasil percobaan yang kedua yaitu 8,44 m/s². Antara hasil percobaan yang pertama dengan kedua memiliki percepatan gravitasi yang berbeda. Salah satu penyebabnya yaitu ketinggian tempat. Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan tanah gaya gravitasinya kecil, sedangkan di tempat yang rendah percepatan gravitasinya besar.

Jika kedua percepatan gravitasi tersebut di rata-rata diperoleh percepatan gravitasi bumi, yaitu 9,11 m/s². Percepatan gravitasi dari hasil percobaan ini tidak sesuai dengan percepatan gravitasi yang telah ditentukan yaitu ± 9,80 m/s². Hal ini dapat berbeda disebabkan oleh berbagai faktor, seperti hambatan atau gesekan dari udara dan spekulasi-spekulasi ; keteledoran manusia ataupun alat pengukur.

VIII. Jawaban Pertanyaan

· Pertanyaan

1. Apakah hasil perhitungan percepatan gravitasi Anda dari percobaan ini sesuai dengan percepatan gravitasi di tempat Anda melakukan percobaan? Jelaskan jawaban Anda!

2. Adakah percobaan lain untuk menghitung nilai g? Jika ya, sebutkan langkah-langkah kerjanya!

· Jawaban

1. Dari hasil percobaan yang kami lakukan di permukaan tanah ( lantai bawah), data gravitasi yang kami peroleh hampir sama dengan gravitasi di tempat kami, yaitu 9,70 m/s²; gravitasi standar ± 9,80 m/s². Sedangkan dari hasil percobaan yang kami lakukan di lantai atas (2) bangunan atau gedung sekolah, kami memperoleh data percepatan gravitasi yang berbeda jauh dengan percepatan gravitasi standar, yaitu 8,44 m/s². Rata-rata hasil percobaan percepatan gravitasi kami yaitu 9,11 m/s².

2. Ada. Langkah-lanhkah kerjanya yaitu,

o Tancapkan dua paku di tanah yang lembut, di mana ketinggian kedua paku tersebut sama terhadap permukaan tanah.

o Selanjutnya, jatuhkan sebuah batu (sebaiknya batu yang permukaannya datar) dengan ketinggian yang berbeda pada masing-masing paku.

o Anda akan melihat bahwa paku yang dijatuhi batu dengan ketingian lebih tinggi tertancap lebih dalam dibandingkan paku yang lain. hal ini menunjukkan bahwa adanya pertambahan laju atau percepatan pada gerak batu tersebut saat jatuh ke tanah.

IX. Kesimpulan dan Saran

· Kesimpulan

Dari hasil percobaan yang dilakukan di dua tempat diperoleh hasil yang berbeda. Data yang diperoleh berbeda jauh. Percobaan yang dilakukan di permukaan tanah, rata-rata percepatan gravitasinya 9,70 m/s². Hampir sama dengan percepatan gravitasi di permukaan bumi, yaitu ± 9,80 m/s². Sedangkan percobaan yang dilakukan di lantai atas sebuah bangunan atau gedung sekolah, rata-rata percepatan gravitasinya 8,44 m/s². Berbeda jauh dengan percepatan gravitasi permukaan bumi. Rata-rata percepatan gravitasi bumi dari hasil percobaan, yaitu 9,11 m/s²

Di tempat yang tinggi percepatan gravitasi lebih kecil dibandingkan dengan di tempat yang rendah sehingga perceptan gravitasi bergantung pada ketinggian tempat. Semakin tinggi benda dari permukaan bumi, percepatan gravitasinya semakin kecil. Dan semakin rendah benda terhadap permukaan bumi, percepatan gravitasinya semakin besar.

Dari percobaan yang telah dilakukan, ada beberapa faktor yang mempengaruhi dalam pengambilan data dalam percobaan percepatan gravitasi, yaitu :

1. Hambatan atau gesekan udara.

2. Alat (stopwatch) yang digunakan kurang baik.

3. Keteledoran dalam pengambilan data.

4. Dalam menentukan waktu terhadap jatuhnya bola kurang tepat.

5. Ketinggin tempat.

· Saran

1. Lakukanlah percobaan dengan baik!

2. Pahami langkah-langkah kerja sebelum melakukan percobaan agar hasil yang diperoleh maksimal.

3. Jangan lupa konsentrasi dalam melakukan percobaan!

4. Kerja sama yang baik dengan teman sekelompok.

X. Daftar Pustaka