Cara Menentukan Periode Pendulum Sederhana

Must Read

Cara menentukan periode pendulum sederhana dengan menggunakan alat sederhana. Pendulum sederhana adalah sebuah massa yang disebut bandul yang menggantung pada porosnya dengan dukungan alat lain seperti benang atau tali yang massanya dapat diabaikan, menggantung pada porosnya.

Aksiografi.com – Pendulum adalah sebuah pemberat yang digantung sehingga dapat berayun pada poros yang tetap (titik rotasi suatu benda). Karena ayunan pendulum dapat berlangsung teratur dan tetap, pendulum biasa digunakan dalam mekanisme pengaturan waktu. Sebelum melakukan percobaan, kita juga dapat membuat model pendulum sederhana.

Dalam percobaan ini, kita akan menentukan periode (waktu yang diperlukan untuk berayun bolak-balik) dari sebuah pendulum sederhana. Kamu akan menyelidiki pengaruh berat dan panjang pendulum terhadap periodenya. Kita juga akan menggunakan pendulum sederhana untuk mengukur percepatan gravitasi serta mencari tahu mengapa sudut pergeseran pendulum harus sekecil mungkin agar menghasilkan gerak harmonis sederhana.

Tujuan Pembelajaran

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan periode sebuah pendulum sederhana.

Bahan-bahan

  • benang sepanjang 60 cm
  • cincin logam
  • isolasi
  • busur derajat
  • stopwatch

Cara Kerja Menentukan Periode Pendulum

1.  Ikatkan ujung benang pada cincin logam.

2. Rekatkan busur derajat di tepi meja, seperti pada Gambar di samping.

3. Rekatkan ujung benang pada meja sehingga benang menggantung melewati pusat busur derajat.

4- Biarkan pendulum tergantung tanpa gangguan apapun. Posisi vertikal ini merupakan posisi diam, (posisi B). Lalu tariklah cincin logam ke satu sisi sehingga benang membentuk sudut 15° terhadap posisi vertikal (posisi A). Lepaskan cincin logam dan pada saat yang bersamaan hidupkan stopwatch.

5. Catatlah waktu yang diperlukan cincin logam untuk melakukan 10 kali ayunan penuh. Perlu diingat, bahwa sebuah osilasi adalah ayunan bolak-balik dari titik A ke C dan kembali lagi ke A, ditandai dengan panah dari A ke C dan dari C ke A.

6. Tentukan periodenya dengan membagi waktu yang diperlukan dengan 10. Catatlah hasilnya dalam tabel Data Pendulum seperti Tabel berikut.

Cara Menentukan Periode Pendulum

7. Ulangi Langkah 4 sampai 6 sebanyak 4 kali. Buatlah rata-rata.

Hasil Cara Menentukan Periode Pendulum

Praktek cara menentukan periode pendulum sederhana menunjukkan hasil. Kamu dapat menentukan periode untuk pendulum yang digunakan.

Mengapa?

Pendulum merupakan sebuah beban yang digantung sehingga dapat berayun pada poros (titik dimana suatu benda dapat berotasi) yang tetap. Pendulum sederhana adalah sebuah massa yang disebut bandul yang menggantung pada porosnya dengan dukungan alat lain seperti benang atau tali yang massanya dapat diabaikan, menggantung pada porosnya.

Saat pendulum tergantung secara vertikal sehingga pusat gravitasinya berada dibawah porosnya, maka gaya bersihnya (jumlah semua gaya yang bekerja secara bersamaan pada sebuah benda) adalah nol dan dikatakan bahwa pendulum tersebut berada di titik istirahat atau keseimbangan mantap (posisi B pada Gambar pendulum di atas).

Saat bandul ditarik pada satu jarak sudut, bandul akan berpindah, tergantung dari amplitudo pendulum. Pergeseran merupakan jarak tertentu yang dicapai oleh sebuah benda yang digerakkan dengan arah tertentu pula. Amplitudo merupakan perpindahan terjauh benda dari keseimbangan atau posisi istirahat pendulum. Dalam percobaan ini, sudut perpindahan (sudut yang terbentuk setelah pendulum bergerak dari posisi istirahatnya) adalah 15° (sudut A pada Gambar rotasi pendulum di atas).

Beban pendulum menghasilkan momen kelembaman pemulih (efek balik yang memperkecil sudut perpindahan pendulum) yang menggerakkan pendulum kembali ke posisi istirahatnya. Dalam Gambar rotasi pendulum di atas f₁ dan f₂ menunjukkan gaya pemulih yang dihasilkan oleh beban pendulum.

Pendulum yang dilepaskan menunjukkan gerak periodik. Bagi pendulum, hal tersebut berarti bahwa pendulum berayun bolak-balik dari posisi A ke C dan kembali ke A melalui posisi istirahatnya dengan gerakan yang berulang-ulang yang disebut osilasi. Periode pendulum, T, adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali osilasi.

Pada sudut 15° atau kurang, gerak periodik pendulum disebut juga gerak harmonis sederhana (GHS), suatu keadaan ketika momen kelembaman pemulih sebanding dengan sudut perpindahan. Dapat diartikan pula bahwa momen kelembaman balik akan semakin besar seiring dengan mengecilnya sudut perpindahan. Dalam gerak harmonis sederhana, periode pendulum tidak tergantung pada amplitudo.

Cobalah Pendekatan Baru

Setelah melakukan praktek cara menentukan periode pendulum sederhana, selanjutnya kita akan melakukan percobaan dengan pendekatan baru, sebagai berikut:

1. Bagaimana massa pendulum sederhana mempengaruhi periodenya? Ulangi percobaan sebanyak empat kali dengan menambah jumlah cincin logam satu per satu di setiap percobaannya. Catatlah hasilnya dalam tabel Data Massa Pendulum Periode seperti Tabel Data Massa Pendulum vs Periode berikut:

Cara Menentukan Periode Pendulum

2. Bagaimana pengaruh panjang pendulum terhadap periodenya? Ulangi percobaan awal dengan memakai benang dengan panjang yang berbeda-beda.

Petunjuk Lomba dan Pameran Sains

Pamerkan gambar sebuah pendulum dengan data tabel yang menunjukkan periode rata-rata untuk setiap massanya. Pamerkan gambar pendulum dengan tabel Data Periode vs Panjang Pendulum.

Rancanglah Percobaanmu Sendiri

1a. Gravitasi adalah gaya yang menyebabkan pendulum berosilasi. Ketika pendulum berayun ke arah bawah dari posisi perpindahan akan terjadi percepatan; sedangkan pada saat pendulum berayun ke arah atas terjadi perlambatan. Hubungan antara periode dan panjang pendulum serta gravitasi adalah

g =  4ꙥ2 L /

g adalah percepatan gravitasi, L adalah panjang pendulum, dan T adalah periode pendulum. Buatlah sebuah percobaan dengan menggunakan pendulum untuk menentukan percepatan gravitasi. Salah satu caranya adalah dengan membuat penopang pendulum yang berdiri bebas, seperti penopang kayu Gambar 11.2. Pendulumnya bisa berupa benang dengan satu atau lebih cincin logam yang dikaitkan pada ujungnya. Ukur dan catatlah panjang pendulum (yaitu panjang mulai dari bagian benang yang terkait pada poros pusat sampai ke gravitasi-bandul, biasanya berupa pusat geometri). Pakailah cara kerja dari percobaan sebelumnya untuk mencari periode pendulum. Hitunglah percepatan gravitasinya dengan memakai persamaan di atas. Ulangi percobaan sebanyak lima kali, catatlah hasilnya dalam tabel Data Percepatan Pendulum seperti pada Tabel 11.3. Untuk keterangan lebih lanjut, lihat buku berjudul Basic Physics: A Self-Teaching, Guide karangan Karl F.Kuhn (New York: Wiley, 1996), hal. 104-105.

 b. Besar percepatan gravitasi bumi yang digunakan adalah 9,8 m/detik². Gunakan percepatan gravitasi rata-rata untuk menentukan kesalahan riset dalam percobaanmu. Lihat Lampiran 2 mengenai informasi pencntuan kesalahan riset.

Cari Faktanya

1. Pendulum yang kaku, misalnya seperti yang terdapat pada jam bandul, disebut pendulum fisis. Bagaimanakah perbandingan antara periode dari pendulum fisis dengan pendulum biasa? Untuk keterangannya, lihat buku berjudul Why Toast Lands Jelly-Side Down, karangan Robert Ehrlich (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1997) hal 123-124. 2. Ilmuwan berkebangsaan Prancis yang bemama Jean Foucault (18191868) menggunakan pendulum sederhana untuk memperagakan rotasi bumi pada sumbunya. Bagaimanakah pendulum karya Foucault membuktikan rotasi bumi? Untuk keterangan, lihat buku berjudul Scientific American Great Science Fair Projects, karangan Marc Alan Rosner (New York: Wiley, 2000) hal. 115.

Anda juga dapat membaca versi Bahasa Inggris: How to Determine the Period of a Simple Pendulum

Selamat Belajar!

- Advertisement -spot_img
- Advertisement -spot_img

Latest News

Pohon Tin adalah Pohon Tertua dalam Sejarah Kemanusiaan

Pohon tin adalah pohon tertua dalam sejarah kemanusiaan. Buah ini juga menjadi salah satu nama surah dalam Al-Quran dan dijadikan sumpah Allah
- Advertisement -spot_img

More Articles Like This

- Advertisement -spot_img