PERCOBAAN M7
Menentukan
Percepatan Gravitasi = g
Praktikan :
|
Rifka
Widya A
|
21010114060013
|
|
Caroline
Maurensia YPN
|
21010114060014
|
|
M. Ikbal
|
21010114060015
|
|
Banu
Sukarna
|
21010114060016
|
|
Suci
Nurani Safitri
|
21010114060018
|
UNIVERSITAS DIPONEGORO
2014
PERCOBAAN M7
Percepatan Gravitasi
I.
Maksud percobaan:
-
Menetukan
percepatan gravitasi (g) dengan memakai ayunan matematis
II.
Daftar alat:
1. Bola ayunan
dengan kawat
2. Stopwatch
3. Penggaris
4. Air raksa (Hg)
sedikit
5. Bola lampu
kecil: 6,3 V
6. Sumber arus
7. Kabel-kabel
penghubung
III.
Teori:
Yang dimaksud dengan percepatan gravitasi ialah gaya
gravitasi persatuan massa. Gravitasi tidak sama dengan g. gravitasi adalah
suatu phenomena, sedang g adalah percepatan gravitasi, jadi suatu besaran
vector. Gravitasi adalah peristiwa tarik-menarik antara dua massa.
Gaya gravitasi menurut Newton, adalah:
Dimana G =
konstanta gravitasi
m1 dan m2 = massa-massa benda-benda yang saling
tarik-menarik
r = jarak antara kedua massa
Harga G
ditentukan oleh gavendish dengan neraca punter dan percobaan ini terkenal
dengan nama “menimbang bumi”, oleh karena dengan diketahuinya G, massa bumi
dapat dihitung.
Dimana:
M = massa bumi
R = jari-jari bumi
go = percepatan gaya berat di muka bumi
Pada jarak r = R
+ h dari pusat bumi, maka berat suatu benda bermassa m yaitu:
Buat r = R, maka g = go
Jadi =
Untuk h << R, maka
Untuk mengukur g, Bessel telah
mempergunakan ayunan (bandul) mathematis. Massa m mengayun pada benang tidaka
bermassa yang panjangnya h. buat simpangan yang kecil, maka lintasan m dianggap
lurus, sudut simpangan 
.
.
Gaya yang hendak mengembalikan m ke sikap
setimbang.
Dengan ayunan
mathematis dapat ditentukan g secara kasar ketidak telitian ini disebabkan oleh
karena:
1. Pengukuran
waktu kurang sempurna.
2. Getarannya
terendam.
3. Pengukuran
panjang tali kurang tepat.
4. Tali
kurang panjang, hingga busur yang dilalui tidak merupakan garis lurus.
5. Massa
tali, gesekan, torsi tali diabaikan.
IV.
Cara Kerja:
1. Gantungkan bola ayunan
pada kawat, ukurlah jarak antara pusat bola sampai klem gantungan yang
mula-mula ditetapkan 100 cm.
2. Geserlah kawat ke kanan
dan ke kiri, sehingga kawat membuat sudut dengan garis tegak, sudut
tersebut
sebaiknya jangan terlalu besar (kira-kira 10o atau 15o).
3. Lepaskanlah bola dan
ukurlah dengan stopwatch, waktu yang diperlukan untuk 10 ayunan dan ini
diulang
3 kali. Maka waktu yang dipaki untuk tiap ayunan dapat diketahui.
4. Panjang kawat
penggantungan mula-mula ditetapkan 100 cm, kemudian dirubah-rubah dengan
klem
yang tersedia, menjadi 90 cm, 80 cm, 70 cm, 60 cm, dan 50cm.
5. Untuk tiap perubahan
klem ini, juga diukur dengan stopwatch waktu yang diperlukan untuk
melakukan 10
ayunan, masing-masing 3 kali.
Perhitungan:
Jika dipakai sudut ayunan yang kecil,
maka periode ayunan mathematis ini dapat dihitung dengan rumus:
Jika L panjang
penggantungan, yaitu jarak antara klem penggantungan sampai ke pusat bola.
Percepatan gravitasi di
tempat percobaan.
Pertanyaan-pertanyaan:
1. Syarat-syarat yang diperlukan supaya rumus dapat
dipakai untuk ayunan mathematis?
2. Apa pengaruh rendaman terhadap percobaan ini?
3. Jabarkanlah rumus yang dipakai
4. Apakah beda gravitasi dengan percepatan gravitasi?
5. Apakah yang dimaksud dengan konstanta gravitasi?
Bagaimana cara memperoleh konstanta itu?
6. Sebutkan beberapa cara untuk menentukan g suatu
tempat!
V.
Data Percobaan
|
Panjang Kawat
|
10 T (s)
|
T Rata-rata (s)
|
|
100 cm
|
20,10
20,10
20,00
|
2,006
|
|
90 cm
|
19,00
19,30
19,40
|
1,923
|
|
80 cm
|
18,10
18,00
18,30
|
1,813
|
|
70 cm
|
17,80
17,30
17,40
|
1,750
|
|
60 cm
|
16,00
16,20
16,50
|
1,623
|
|
50 cm
|
14,50
14,20
14,60
|
1,443
|
α = 15o
Ralat
|
Percobaan
|
g (m/s2)
|
Selisih (m/s2)
|
Penyimpangan (m/s2)
|
|
1
|
9,800
|
+0,403
|
0,118
|
|
2
|
9,600
|
+0,203
|
0,135
|
|
3
|
9,601
|
+0,204
|
0,175
|
|
4
|
9,015
|
-0,382
|
0,091
|
|
5
|
8,983
|
-0,414
|
0,295
|
|
6
|
9,471
|
+0.074
|
0,045
|
|
Rata-rata
|
9,397
|
0
|
0,280
|
Ralat nisbi
Keseksamaan = 100% - 2,97% = 97,03%
Hasil Akhir = (9,397 ± 0,280) m/s2
VII.
Pembahasan Pertanyaan
1.
Syarat-syarat
yang diperlukan supaya rumus dapat dipakai untuk ayunan mathematis adalah:
- Pengukuran
panjang kali harus tepat
- Panjang lalu lebih besar atau sama dengan 100 cm
- Tidak ada gaya yang menekan ayunan seperti pengaruh
angin, massa lalu gesekan dan
lain-lain
- Pengukuran waktu
ayunan dengan tepat
- Pengaruh redaman pada percobaan ini adalah :
Mengurangi kecepatan ayunan (bandul) sehingga waktu yang
ditempuh dalam 10 ayunan menjadi lebih lama dan sangat mempengaruhi dalam
perhitungan.
3.
Rumus yang dipakai :
Dimana : T : periode satu getaran
g : percepatan gravitasi
L : panjang tali
Perbedaaan gravitasi dengan percepatan gravitasi adalah :
Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda sehingga menyebabkan benda
jatuh dari ketinggian tertentu
menuju pusat bumi, termasuk getaran skalar.
Percepatan gravitasi
percepatan benda
yang berasal dari gravitasi bumi
terhadap benda pada saat benda jatuh menuju pusat bumi dan merupakan
besaran vektor dan tidak bersifat universal/constant.
Konstanta gravitasi adalah suatu besaran
skala yang berdimensi L3/MT2, nilainya selalu konstan.
Cara memperoleh dengan menggunakan neraca gavendish, terdiri atas batang ringan
berbentuk T. Dua bola kecil bermassa m diletakkan pada ujung-ujungnya batang
yang tegak memantulkan seberkas cahaya pada suatu skala. Gaya tarik gravitasi
antara bola besar dan bola kecil menyebabkan sistem terpuntir dengan sudut
kecil sehingga menyebabkan berkas cahaya bergerak sepanjang skala. Dengan
menggunakan benang yang sangat halus simpanagn cermin dapat dibuat cukup besar
sehingga dapat diukur dngan sangat cepat. Akhirnya diperoleh (G) konstanta
gravitasi universal yang besarnya 6,67.1011 Nm2/kg2.
Beberapa cara untuk menentukan g pada suatu tempat :
a.
Dengan menggunakan rumus :
dengan faktor-faktor panjang periode
b.
Dengan
menggunakan neraca “Gavendish”/neraca puntir
c.
Menggunakan
sistem eksperimen pengukuran gaya tarik gravitasi antara dua benda yang
massanya diketahui jarak antara 2 benda.
VIII.
Kesimpulan
Untuk mendapatkan g yang sempurna perlu
diperhatikan
-
Pengukuran panjang tali harus tepat
-
Getaran rendamannya
-
Tali tidak bermassa
-
Pengukuran waktu yang tepat
2.
Percepatan gravitasi tergantung pada
-
Panjang tali
-
Periode
3. Perbedaan
gravitasi di suatu tempat di pengaruhi oleh tinggi tempat tersebut.
