PRAKTIKUM GERAK JATUH BEBAS

FITRIA (6246)

HASTOMI HIDAYAT A

ULFI MUNGIZA (6232)

Guru Pembimbing: Drs. M. Yasin Kholifudin, M. Pd

Tanggal Percobaan: 17/09/2012

Fisika Kelas XI IPA 1

Laboratorium Fisika Dasar SMA Negeri 2 Kebumen

Abstrak

Semua benda yang berada diatas permukaan bumi selalu mengalami percepatan gravitasi yang arahnya menuju pusat bumi. Dalam percobaan ini yaitu percobaan ’’Bola Jatuh Bebas” menghitung percepatan gravitasi bumi dengan gerakan bola yang jatuh dari ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal. Dengan mencatat berbagai ketinggian serta waktu yang diperlukan suatu benda dalam melakukan gerak jatuh bebas dan kemudian mengolah data-data tersebut maka kita akan mampu menghasilkan suatu perhitungan sebagai hasil pengukuran yaitu besarnya percepatan gravitasi bumi (g). Dalam percobaan kami menghasilkan 9.8 m/s² (rata-rata pada h = 1 m), 9,5 m/s² (rata-rata pada h = 2 m ) , dan 9,8 (rata-rata pada h = 3 m) berbeda dengan biasa kita pergunakan dalam perhitungan biasa yaitu (9,8) m/s². Perbedaan nilai percepatan gravitasi antara nilai percepatan gravitasi berdasarkan teori dan nilai percepatan gravitasi berdasarkan percobaan yang kami lakukan yang rata-rata adalah (ada di data) dapat disebabkan karena adanya perbedaan besar gaya gravitasi ditempat dilakukannya percobaan dengan ditempat normal dimana percepatan gravitasi sesuai dengan teori yang ditentukan (ketinggian tempat). Selain itu perbedaan ini juga dapat disebabkan karena kurang telitinya atau tidak tepatnya pengamatan dalam melakukan percobaan, terutama menentukan waktu jatuhnya bola.

Kata kunci : gaya gravitasi bumi

1. Pendahuluan

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat atau menemui benda yang mengalami gerak jatuh bebas, misalnya gerak buah yang jatuh dari pohon, gerak benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu atau bahkan gerak manusia yang jatuh dari atap rumah. Mengapa benda mengalami gerak jatuh bebas? Gerak Jatuh Bebas alias GJB merupakan salah satu contoh umum dari Gerak Lurus Berubah Beraturan. Apa hubungannya? Apa yang anda amati ketika melihat benda melakukan gerak jatuh bebas? misalnya ketika buah mangga yang sangat enak, lezat, manis dan bergizi jatuh dari pohonnya. Jika kita amati secara sepintas, benda yang mengalami gerak jatuh bebas seolah-olah memiliki kecepatan yang tetap atau dengan kata lain benda tersebut tidak mengalami percepatan. Kenyataan yang terjadi, setiap benda yang jatuh bebas mengalami percepatan tetap. Alasan ini menyebabkan gerak jatuh bebas termasuk contoh umum GLBB. Bagaimana membuktikan bahwa benda yang mengalami gerak jatuh bebas mengalami percepatan tetap? secara matematis akan kita buktikan pada pembahasan penurunan persamaan Gerak Jatuh Bebas.

Analogi yang mudah untuk memahami gerak jatuh bebas adalah saat kita menancapkan dua paku di tanah yang lembut, di mana ketinggian kedua paku tersebut sama terhadap permukaan tanah.

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

2. landasan teori

Pada masa lampau, hakekat gerak benda jatuh merupakan bahan pembahasan yang sangat menarik dalam ilmu filsafat alam. Misalnya kita menjatuhkan selembar kertas dan sebuah batu dari ketinggian yang sama. Hasil yang kita amati menunjukkan bahwa batu lebih dahulu menyentuh permukaan tanah/lantai dibandingkan kertas. Sekarang, coba kita jatuhkan dua buah batu dari ketinggian yang sama, di mana batu yang satu lebih besar dari yang lain. ternyata kedua batu tersebut menyentuh permukaan tanah hampir pada saat yang bersamaan, jika dibandingkan dengan batu dan kertas yang kita jatuhkan tadi. Kita juga dapat melakukan percobaan dengan menjatuhkan batu dan kertas yang berbentuk gumpalan.

Apa yang berpengaruh terhadap gerak jatuh bebas pada batu atau kertas? Gaya gesekan udara. Hambatan atau gesekan udara sangat mempengaruhi gerak jatuh bebas. 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. Walaupun demikian, Galileo adalah orang pertama yang menurunkan hubungan matematis sehingga diperoleh hasil yang sedemikian. Sumbangan Galileo yang khusus terhadap pemahaman kita mengenai gerak benda jatuh, dapat dirangkum sebagai berikut : “Pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan konstan yang sama.”

Kita menyebut percepatan ini sebagai percepatan yang disebabkan oleh gravitasi pada bumi dan memberinya simbol g. Besarnya kira-kira 9,8 m/s2. Dalam satuan Inggris alias British, besar g kira-kira 32 ft/s2. Percepatan yang disebabkan oleh gravitasi adalah percepatan sebuah vektor dan arahnya menuju pusat bumi.

Selama membahas Gerak Jatuh Bebas, kita menggunakan rumus/persamaan GLBB, yang telah dijelaskan pada pokok bahasan GLBB. Kita pilih kerangka acuan yang diam terhadap bumi. Kita menggantikan x atau s (pada persamaan GLBB) dengan h (ketinggian), karena benda bergerak vertikal. Kedudukan awal benda kita tetapkan h0 = 0 untuk t = 0 dengan kecepatan awal v0 = 0. Percepatan yang dialami benda ketika jatuh bebas adalah percepatan gravitasi, sehingga kita menggantikan a dengan g. Sehingga kecepatan sesaat benda v(t) yang awalnya adalah :

v (t) = vo + gt

berubah menjadi :

V(t) = gt .................... (1)

Dan setelah waktu t benda akan bergerak sejauh :

h = vot + ½ gt2

h = ½ gt2 ...................... (2)

Sehingga perumusan untuk mencari percepatan gravitasi melalui percobaan Gerak Jatuh Bebas dapat ditulis :

g = 2h/t2 ....................... (3)

Hukum gravitasi universal Newton

Hukum Newton tentang gaya tarik menarik gravitasi umum

Hukum tarik-menarik gravitasi Newton dalam bidang fisika berarti gaya tarik untuk saling mendekat satu sama lain. Dalam bidang fisika tiap benda dengan massa m₁ selalu mempunyai gaya tarik menarik dengan benda lain (dengan massa m₂ ). Misalnya partikel satu dengan partikel lain selalu akan saling tarik-menarik. Contoh yang dikemukakan oleh Sir Isaac Newton dalam bidang mekanika klasikbahwa benda apapun di atas atmosfer akan ditarik oleh bumi, yang kemudian banyak dikenal sebagai fenomena benda jatuh.

Gaya tarik menarik gravitasi ini dinyatakan oleh Isaac Newton melalui tulisannya di journal Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica pada tanggal 5 Juli 1687 dalam bentuk rumus sebagai berikut:

di mana:

§ F adalah besarnya gaya gravitasi antara dua massa tersebut,

§ G adalah konstante gravitasi,

§ m₁ adalah massa dari benda pertama

§ m₂ adalah massa dari benda kedua, dan

§ r adalah jarak antara dua massa tersebut.

1 2.1 RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimanakah hubungan antara massa benda dengan kecepatan gerak jatuh benda?

2. Bagaimanakah hubungan ketinggian dengan kecepatan gerak jatuh benda?

2.2 TUJUAN

1. Mempelajari gerak jatuh bebas,

2. Menghitung besar percepatan gravitasi bumi g melalui percobaan gerak jatuh bebas.

3. Metodologi-Langkah KerJA

3.1 Alat dan Bahan :

Stopwatch

Bola kasti

Meteran

Pensil

3.2 Langkah Kerja :

(dalam bentuk diagram)

Gambar 3‑1 Contoh Diagram

4. Hasil dan Analisis

No.	h	t (s)	t² (s²)	g (m/s²)
1. a) b) c) d) e) 2. a) b) c) d) e) 3. a) b) c) d) e)	1 m 2 m 3 m	0,44 0,44 0,46 0,47 0,45 0,65 0,66 0,63 0,64 0,66 0,76 0,78 0,78 0,79 0,79	0,1936 0,1936 0,2116 0,2209 0,2025 0,4225 0,4356 0,3969 0,4096 0,4356 0,5776 0,6084 0,6084 0,31205 0,31205	10,33 10.33 9,45 9,05 9,87 9,41 9,18 10,07 9,67 9,18 10,38 9,86 9,86 9,61 9,61

3. Kesimpulan

dari hasil data percobaan gerak jatuh bebas tadi, kami telah menarik kesimpulan ketinggian berbanding lurus dengan percepatan gravitasi, semakin tinggi kedudukan bola kasti terhadap permukaan tanah, semakin besar kecepatan bola kasti tersebut saat hendak menyentuh permukaan tanah. dengan demikian, percepatan benda jatuh bebas bergantung pada ketinggian alias kedudukan benda terhadap permukaan tanah. di samping itu, percepatan atau pertambahan kecepatan benda saat jatuh bebas bergantung juga pada lamanya waktu. ketinggian berbanding lurus dengan waktu, benda yang kedudukannya lebih tinggi terhadap permukaan tanah akan memerlukan waktu lebih lama untuk sampai pada permukaan tanah dibandingkan dengan benda yang kedudukannya lebih rendah. dan massa tidak mempengaruhi kecepatan jatuh benda dalam kondisi ruang hampa udara. Dalam percobaan ini kami dapat menghitung besar gaya gravitasi yang hasilnya dapat mendekati yang ada pada teori. Perbedaan tersebut dikarenakan kelalaian kami dalam mencatat waktu benda pada saat jatuh. Jadi, kami sarankan untuk lebih teliti dan berhati-hati lagi dalam melakukan percobaan.

Daftar Pustaka

[1] http://id.wikipedia.org/wiki/Gerak_jatuh_bebas

[2] http://forum.upi.edu/index.php?topic=14388.0.

[3] http://dennifa.files.wordpress.com/2008/06/hukum-gravitasi-newton.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gravitasi_universal_Newton