LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA

PERCOBAAN 9

SIMULASI OSILASI TEREDAM DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE TRACKER 4.62

OLEH :

NAMA         : SUKIATNO

STAMBUK         : A1C3 12 058

JURUSAN         : PENDIDIKAN MIPA

PRODI         : PENDI. FISIKA KONS. KETEKNIKAN

KELOMPOK         : IX (SEMBILAN)

ASISTEN         : AZIZ BARIATMO

LABORATORIUM PENGEMBANGAN UNIT FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2013

SIMULASI OSILASI TEREDAM DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE TRACKER 4.62

  1. Tujuan

Adapun tujuan pada praktikum ini adalah sebagai berikut :

  1. Menentukan konstanta redaman pegas diudara dan konstanta redaman pegas didalam fluida.
  2. Menentukan gaya gesekan pegas diudara dan gaya gesekan didalam fluida

  1. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah :

Tabel. Alat dan bahan percobaan simulasi osilasi teredam dengan menggunakan software tracker 4.62

No.

Alat dan Bahan

Fungsi

1.

Komputer

Sebagai media menjalankan software

2.

Kamera webcam

Merekam aktifitas osilasi pegas

3.

Software Tracker 4.62

Untuk menganalisis video osilasi

4.

Pegas

Objek yang diamati

5.

Stand penyangga

Sebagai tempat menggantungkan beban

6.

Beban

Sebagai pemberat pada pegas

7.

Wadah air

Sebagai tempat menyimpan air

8.

Mistar

Mengukur panjang pegas

  1. Landasan Teori

Pada kenyataannya, amplitudo osilasi makin lama, makin berkurang hingga akhirnya menjadi nol. Hal ini terjadi karena pengaruh gaya gesekan. Ontoh gesekan ini misalnya gesekan oleh udara, hembusan angina, gesekan dengan air seperti pada sistem massa pegas yang ditunjukan oleh gambar 9.1 dan lainnya. Osilasi yang demikian disebut osilasi harmonis sederhana.

Gambar. (a) Getaran selaras teredam system masa pegas yang dibenamkan kedalam air, (b) Kurva peredam pada sistem itu.

Pada getaran terdam bekerja gaya pemulih dan gaya gesekan yang besarnya berlawanan dengan gerak benda. Misalkan F menyatakan gaya pemulih dan F’ adalah menyatakan gaya gesekan, maka dapat dituliskan persamaan :

F = -k.x        dan         F’ = -bV

Ftotal = F + F’

m.a = -k.x + (-b.V)                                        (9.1)

Jika V =  dan V =  sehingga persamaan 9.1 dapat ditulis :

                                 (9.2)

                                 (9.3)

                                (9.4)

Pada persamaan (9.4) 2γ =  dan ωo2 =  merupakan frekuensi sudut getaran. Persamaan diferensial osilasi teredam seperti persamaan (9.4) hampir sama dengan persamaan diferensial getaran harmonis dengan tambahan suku 2γ yang mempunyai solusi :

X = A . e-y cos (ωt + a)                                        (9.5)

Pada persamaan di atas dimasukkan ke dalam persamaan (9.3) maka diperoleh persamaan:

 b= 2m                                         (9.6)

Keterangan :

b = konstanta redaman

m = massa bandul

k = konstanta pegas

T = periode osilasi        (Anonim, 2013).

Bergetar atau peristiwa getaran bolak balik disekitar daerah keseimbangan merupakan gejala fisis yang terjadi dikebanayakan sistem fisis. Ada banyak sekali getarn yang terjadi dialam ini misal getaran pada bandul yang diayunkan ataupun pegas yang bergetar. Namun kenyataannya bila dianalisa secara fisis maka akan menimbulkan beberapa jenis getaran. Dalam sistem fisis tersebut secara garis besar getaran digolongkan menjadi getaran harmonic sederhana, getaran teredam dan getaran paksa. Getaran teredam sendiri merupakan getaran yang secara nyata ada karena dialam ini kebanayakan getaran suatu benda itu teredam alias akan berhenti pada waktu tertentu (Widodo, 2011).

Pada umumnya setiap benda yang berosilasi akan berhenti berosilasi akan berhenti berosilasi jika tidak digetarkan secara terus menerus. Benda yang pada mulanya bergetar atau berosilasi bias berhenti karena mengalami redaman. Redaman bias terjadi akibat adanya  gaya hambat atau gaya gesekan osilasi yang mengalami redaman biasa disebut sebagai osilasi teredam atau getaran teredam. Dalam gerak harmonik sederhana, kita menganggap benda yang berosilasi tidak mengalami redaman. Ini hanya bentuk ideal saja mirip seperti kita menganggap fluida sebagai fluida ideal atau setiap benda dianggap benda tegar. Tujuannya untuk mempermudah analisa saja. Dalam kenyataanya setiap benda berosilasi pasti mengalami redaman (http://dimasmuzi.blogspot.com/2011/12/osilasi-teredam.html).

  1. Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

  1. Penentuan konstanta konstanta redaman pegas diudara.
  1. Mengggantungkan pegas tunggal pada statif yang tersedia dan pada ujung pegas lain menggantungkan beban (m = 100 gram) pada pegas.
  2. Menghidupkan komputer dan mengaktifkan program Webcam Companion 3.
  3. Mengarahkan kamera webcam komputer pada pegas yang telah digantungkan beban, secara bersamaan melepaskan beban dan merekam aktifitas osilasi pegas.
  4. Menganalisis hasil rekaman berupa aktifitas osilasi pegas pada program Treaker 4.62.
  1. Penentuan konstanta redaman pegas di dalam fluida
  1. Menggantungkan pegas tunggal pada statif yang tersedia dan pada ujung pegas yang lain menggantungkan beban (m = 100 gram) pada pegas.
  2. Memasukkan ujung pegas yang diberi beban kedalam wadah yang berisi air.
  3. Melakukan langkah b-d pada kegiatan penentuan konstanta pegas di udara.

  1. Data Pengamatan
  1. Penentuan konstanta redaman pegas di udara

Tabel . Data pengamatan penentuan konstanta redaman pegas di udara

No

t

y

1

0.00E+00

-1.30E-01

2

6.40E-02

1.57E+00

3

1.44E-01

2.61E+00

4

2.08E-01

3.61E+00

5

2.72E-01

3.35E+00

6

3.36E-01

2.13E+00

7

4.00E-01

3.48E-01

8

4.64E-01

-1.13E+00

9

5.44E-01

-2.22E+00

10

6.08E-01

-1.57E+00

11

6.72E-01

-2.61E-01

12

7.36E-01

1.13E+00

13

8.00E-01

2.70E+00

14

8.64E-01

3.48E+00

15

9.44E-01

2.83E+00

16

1.01E+00

1.78E+00

17

1.07E+00

1.30E-01

18

1.14E+00

-1.00E+00

19

1.20E+00

-1.87E+00

20

1.26E+00

-1.04E+00

21

1.34E+00

-4.35E-02

22

1.41E+00

1.57E+00

23

1.47E+00

2.78E+00

24

1.54E+00

3.70E+00

25

1.60E+00

3.00E+00

26

1.66E+00

1.61E+00

27

1.74E+00

-1.74E-01

28

1.81E+00

-1.52E+00

29

1.87E+00

-1.91E+00

  1. Penentuan konstanta redaman pegas di dalam fluida

Tabel. Data pengamatan penentuan konstanta redaman pegas di dalam fluida

No

t

y

1

0.00E+00

3.96E-02

2

8.00E-02

5.15E-01

3

1.44E-01

2.02E+00

4

2.08E-01

3.92E+00

5

2.72E-01

5.90E+00

6

3.36E-01

6.54E+00

7

4.00E-01

5.51E+00

8

4.80E-01

4.16E+00

9

5.44E-01

2.10E+00

10

6.08E-01

1.19E+00

11

6.72E-01

1.03E+00

12

7.36E-01

1.86E+00

13

8.00E-01

3.13E+00

14

8.80E-01

4.20E+00

15

9.44E-01

5.75E+00

16

1.01E+00

5.98E+00

17

1.07E+00

5.11E+00

18

1.14E+00

3.84E+00

19

1.20E+00

2.50E+00

20

1.28E+00

1.90E+00

21

1.34E+00

1.62E+00

22

1.41E+00

2.26E+00

23

1.47E+00

3.33E+00

24

1.54E+00

4.40E+00

25

1.60E+00

4.91E+00

26

1.68E+00

5.11E+00

27

1.74E+00

4.16E+00

28

1.81E+00

4.20E+00

29

1.87E+00

3.01E+00

30

1.94E+00

2.46E+00

31

2.00E+00

2.10E+00

  1. Analisis Data
  1. Grafik hubungan antara y dan t untuk menentukan konstanta redaman pegas
  1. Udara

Gambar. Grafik hubungan antara t dan y untuk menentukan konstanta redaman pegas di udara

  1. Fluida

Gambar. Grafik hubungan antara t dan y untuk menentukan redaman pegas di dalam fluida

  1. Menentukan konstanta redaman pegas
  1. Di udara

Dengan menggunakan persamaan garis y = mx + c

m = b konstanta redaman pegas

maka : y = -0,558x + 1,4

b = -0,5587 kg/s

  1. Di dalam fluida

Dengan menggunakan persamaan garis y = mx + c

m = b konstanta redaman pegas

maka : y = 0,316x + 3,061

b = 0,316 kg/s

  1. Menentukan gaya gesekan pegas
  1. Di udara
  1. Fgesek = -b teori . V

 = -(0,2)

  1. Fgesek = -b praktek . V

 = -0,558 – 1,26238

 = 0,70440804 N

  1. Di dalam fluida
  1. Fgesek  = -b teori . V

  = -(0,2)

  1. F gesek = -b praktek . V

  = -0,316 - 1,056207

  = -0,33376141 N

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Penuntun Praktikum Mekanika. Kendari : Universitas Halu Oleo

http://dimasmuzi.blogspot.com/2011/12/osilasi-teredam.html. (Diakses pada tanggal 30 November 2013)

Widodo, Aris dkk. 2011. Sistem Osilasi Teredam. Surabaya: Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh November