Laporan Praktikum Analisis Getaran Harmonik Sederhana pada Pegas ~ Laporan Praktikum

LAPORAN PRAKTIKUM
Analisis Getaran Harmonik Sederhana pada Pegas

Nama : [Nama Anda]
NIM : [Nomor Induk Mahasiswa]
Kelas/Prodi : [Kelas/Program Studi]
Mata Kuliah : Fisika Dasar
Dosen : [Nama Dosen]
Institusi : [Nama Universitas]
Tanggal Praktikum: [Tanggal Pelaksanaan]

ABSTRAK

Praktikum ini dilakukan untuk menganalisis getaran harmonik sederhana pada pegas melalui pengukuran periode osilasi dengan berbagai beban. Pengukuran dilakukan dengan mencatat waktu untuk sejumlah osilasi menggunakan stopwatch. Data eksperimen dianalisis dengan menggunakan persamaan periode getaran pada pegas, yaitu

T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}

di mana T adalah periode, m massa yang digantung, dan k konstanta pegas. Hasil eksperimen digunakan untuk menentukan nilai k secara eksperimental serta menguji kesesuaian data dengan teori. Hasil menunjukkan bahwa periode osilasi meningkat seiring dengan peningkatan massa dan data eksperimen mendekati nilai teoretis dalam batas kesalahan pengukuran yang wajar.

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat-Nya sehingga praktikum ini dapat terlaksana dengan baik. Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Fisika Dasar. Kami menyadari bahwa laporan ini masih memiliki kekurangan, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan untuk perbaikan di masa mendatang. Terima kasih kepada dosen pembimbing, asisten praktikum, dan rekan-rekan yang telah membantu selama pelaksanaan praktikum.

Bab I: Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Getaran harmonik sederhana merupakan salah satu fenomena mekanik dasar yang banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang, mulai dari sistem mekanik hingga alat ukur waktu. Pegas yang bergetar di bawah pengaruh beban mengikuti hukum Hooke, sehingga dapat dijelaskan dengan persamaan osilasi:

T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}

Pemahaman mengenai hubungan antara massa dan periode osilasi sangat penting untuk menentukan konstanta pegas (k) serta menguji kebenaran model teoretis.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana hubungan antara massa dan periode osilasi pada pegas?
Apakah data pengukuran mendekati persamaan teoretis $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ ?
Bagaimana menentukan nilai konstanta pegas (k) secara eksperimental?

1.3 Tujuan Praktikum

Mengukur periode osilasi pegas dengan berbagai nilai massa.
Menganalisis hubungan antara massa dan periode osilasi.
Menentukan nilai konstanta pegas (k) berdasarkan data eksperimen.

1.4 Manfaat Praktikum

Memperdalam pemahaman tentang konsep getaran harmonik sederhana dan hukum Hooke.
Melatih keterampilan pengukuran dan analisis data eksperimen.
Menjadi dasar dalam penerapan konsep osilasi pada sistem mekanik lainnya.

1.5 Batasan Masalah

Pengukuran dilakukan dengan asumsi gesekan dan perlawanan udara dapat diabaikan.
Penggunaan stopwatch dan pengukuran manual menyebabkan adanya kesalahan pengukuran (human error).
Hanya dilakukan pengukuran pada rentang massa tertentu yang tidak melebihi batas elastisitas pegas.

Bab II: Tinjauan Pustaka

2.1 Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan bahwa gaya pemulih pada pegas sebanding dengan perpindahan (displacement) dari posisi kesetimbangan:

F = -kx

di mana F adalah gaya pemulih, k adalah konstanta pegas, dan x adalah perpindahan.

2.2 Getaran Harmonik Sederhana

Dalam getaran harmonik sederhana, periode osilasi (T) dinyatakan sebagai:

T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}

Persamaan ini menunjukkan bahwa periode osilasi bergantung pada massa yang digantung (m) dan konstanta pegas (k).

2.3 Energi dalam Getaran Pegas

Dalam sistem pegas, terdapat energi potensial elastis:

E_p = \frac{1}{2} kx^2

dan energi kinetik yang saling bergantian selama osilasi. Analisis energi ini penting untuk memahami konservasi energi dalam sistem osilasi.

Bab III: Metodologi Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Pegas dengan konstanta yang belum diketahui
Set massa (misalnya, 50 g, 100 g, 150 g, 200 g)
Stopwatch
Statif dan klem untuk menahan pegas
Penggaris atau mistar untuk pengukuran panjang perpindahan (opsional)

3.2 Prosedur Praktikum

Perakitan Sistem:
- Gantungkan pegas pada statif yang stabil.
- Pasang massa secara bertahap pada ujung pegas.
Pengukuran Periode:
- Untuk setiap nilai massa, lakukan pengukuran periode osilasi dengan mencatat waktu untuk 10 atau 20 osilasi menggunakan stopwatch.
- Ulangi pengukuran sebanyak tiga kali untuk setiap massa guna memperoleh nilai rata-rata.
Pencatatan Data:
- Catat nilai massa, waktu total untuk sejumlah osilasi, dan hitung periode osilasi rata-rata.
Analisis Data:
- Gunakan persamaan $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ untuk membandingkan data eksperimen dengan nilai teoretis.
- Plot grafik antara periode (T) dan √m untuk menentukan konstanta pegas secara eksperimental.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan secara manual melalui pengamatan dan pencatatan waktu dengan stopwatch. Hasil perhitungan periode rata-rata kemudian dianalisis dan dibandingkan dengan persamaan teoretis untuk menentukan nilai k.

Bab IV: Hasil dan Pembahasan

4.1 Penyajian Data

Berikut adalah contoh data pengukuran (nilai fiktif) untuk 10 osilasi:

Massa (g)	Massa (kg)	Waktu 10 Osilasi (s)	Periode Rata-rata (s)
50	0,050	4,0	0,40
100	0,100	5,7	0,57
150	0,150	6,9	0,69
200	0,200	8,0	0,80

Catatan: Periode rata-rata diperoleh dengan membagi waktu 10 osilasi dengan jumlah osilasi.

4.2 Analisis Data dan Pembahasan

Hubungan Massa dan Periode:
Berdasarkan persamaan teoretis $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ , diketahui bahwa periode osilasi seharusnya berbanding lurus dengan √m. Plot grafik T versus √m (tidak ditampilkan di sini) diharapkan menunjukkan hubungan linier. Data di atas menunjukkan peningkatan periode seiring dengan peningkatan massa, yang konsisten dengan teori.
Penentuan Konstanta Pegas (k):
Dengan menggunakan data untuk salah satu massa, misalnya:
$T = 0,57 \text{ s untuk } m = 0,100 \text{ kg}$
Maka, konstanta pegas dapat dihitung sebagai:
$k = \frac{4\pi^2 m}{T^2} = \frac{4\pi^2 \times 0,100}{(0,57)^2}$ $k \approx \frac{3,95}{0,325} \approx 12,15 \text{ N/m}$
Perhitungan serupa dapat dilakukan untuk massa lainnya, dan rata-rata nilai k dapat diambil sebagai konstanta pegas eksperimen.
Pembahasan Kesalahan:
Perbedaan antara nilai teoretis dan pengukuran dapat disebabkan oleh:
- Kesalahan pengukuran waktu akibat reaksi manusia saat penggunaan stopwatch.
- Penyimpangan pada pegas akibat deformasi plastis jika beban terlalu berat.
- Faktor eksternal seperti getaran atau gesekan udara yang tidak sepenuhnya diabaikan.

Bab V: Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Periode osilasi pegas meningkat seiring dengan peningkatan massa yang digantung, sesuai dengan persamaan $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ .
Nilai konstanta pegas (k) dapat ditentukan secara eksperimen dengan perhitungan berdasarkan data pengukuran periode.
Hasil praktikum mendekati nilai teoretis dalam batas kesalahan pengukuran, sehingga model getaran harmonik sederhana berlaku untuk sistem pegas yang diuji.

5.2 Saran

Lakukan pengulangan pengukuran lebih banyak untuk mengurangi kesalahan pengukuran manual.
Gunakan alat ukur waktu dengan presisi yang lebih tinggi (misalnya, sensor digital) untuk memperoleh data yang lebih akurat.
Pastikan pegas dalam kondisi elastis dan tidak mengalami deformasi permanen selama percobaan.

Daftar Pustaka

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2010). Physics for Scientists and Engineers. Cengage Learning.
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics. Wiley.
[Referensi tambahan sesuai dengan materi praktikum]

Lampiran

Grafik T vs. √m: Grafik hasil plot periode osilasi terhadap akar massa (√m).
Data Mentah: Tabel lengkap pengukuran waktu osilasi beserta perhitungan rata-rata.
Foto Dokumentasi: Gambar perakitan alat dan pelaksanaan praktikum (jika ada).

Sekian artikel Laporan Praktikum Analisis Getaran Harmonik Sederhana pada Pegas kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Laporan Praktikum Analisis Getaran Harmonik Sederhana pada Pegas dengan alamat link https://praktikum-laporan.blogspot.com/2025/02/laporan-praktikum-analisis-getaran.html