Ayunan Sederhana

BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

      Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari yang ada pada diri kita seperti gerak yang kita lakukan setiap saat, energi yang kita pergunakan setiap hari sampai pada sesuatu yang berada diluar diri kita, salah satu contohnya adalah permainan ditaman kanak-kanak, yaitu ayunan. Sebenarnya ayunan ini juga dibahas dalam ilmu fisika, dimana dari ayunan tersebut kita dapat menghitung perioda yaitu selang waktu yang diperlukan beban untuk melakukan suatu getaran lengkap dan juga kita dapat menghitung berapa besar gravitasi bumi di suatu tempat.

                Pada percobaan ini, ayunan yang dipergunakan adalah ayunan yang dibuat sedemikian rupa dengan bebannya adalah bandul fisis.

Pada dasarnya percobaan dengan bandul ini tidak terlepas dari getaran, dimana pengertian getaran itu sendiri adalah gerak bolak balik secara perioda melalui titik kesetimbangan. Getaran dapat bersifat sederhana dan dapat bersifat kompleks. Getaran yang dibahas tentang bandul adalah getaran harmonik sederhana yaitu suatu getaran dimana resultan gaya yang bekerja pada titik sembarangan selalu mengarah ke titik kesetimbangan dan besar resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang ketitik kesetimbangan tersebut. Maka dari itu kami mencoba mengukur percepata grafitasi yang ada di sekitar sekolahan apakah hasilnya sama seperti yang ada pada sumber-sumber buku atau literatur.

B.     Rumusan Masalah

            Rumusan masalah pada penelitian ini adalah :

1.    Bagaimana mencari nilai percepatan gravitasi bumi di suatu tempat dengan menggunakan bandul dan apakah nilai tersebut sesuai dengan nilai konstanta percepatan gravitasi bumi (g = 9.8 m/s²) atau tidak ?

2.    Pengukuran manakah yang lebih teliti, menggunakan tali panjang atau pendek ?

3.    Akan berubahkah periode ayunan bila dipindahkan dari bumi ke bulan ? jika g bulan = 1,6 m/s²

C.    Tujuan Penelitian

            Pengamatan pada praktikum ini bertujuan untuk

1.      Menentukan hubungan antara waktu getar dan panjang ayunan.

2.      Menentukan percepatan gravitasi.

D.    Manfaat Penelitian

            Manfaat penelitian dapat dilihat dari dua aspek yaitu sumbangan bagi pengembangan ilmu (aspek teoritis) dan manfaat bagi penerapannya di masyarakat ( aspek praktis ). Manfaat penelitian pengamatan ini yaitu :

1.      Mengetahui hubungan antara waktu getar dan panjang ayunan.

2.      Mengetahui percepatan gravitasi (g) yang terjadi

BAB II

LANDASAN TEORI

A.    Gerak Harmonis Sederhana

Gerak harmonis sederhana yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana. Kita akan mempelajarinya satu persatu. Gerak Harmonis Sederhana pada Ayunan

Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.

BAB III

METODE PENELITIAN

A.    Alat dan Bahan

1.      Beban 5 gram

2.      Benang 1 meter

3.      Mistar panjang

4.      Stopwatch

5.      Kertas Grafik

6.      Statip

B.     Langkah Kerja

1.      Gantungkan tali sepanjang 120 cm pada statip

Ayunkan beben dengan simpangan 5 cm, tentukan waktu untuk 20 getaran. Catat dan masukkan ke dalam table data, pada lembar data yang telah tersedia. Ambil massa beban 50 gr

2.Ulangi langkah no.1 dengan mengubah panjang tali 110 cm, 100 cm, 90 cm, dan 80 cm. catat pula hasilnya ke dalam data pada lembaran data Anda

3.      Ulangi langkah no.1 dan no.2 dengan mengubah massa beban menjadi 100 gr.

4.      Jika titik O adalah titik keseimbangan ayunan dan titik P adalah simpangan terjauh beban, maka perhitungan 1 getaran adalah diawali dari P melalui O ketitik yang lain Q (misalnya) kembali melalui O dan berakhir di titik P lagi )lihat gambar diatas).

5.      Tebtukan periode untuk masing-masing ayunan

6.      Tentukan pula harga T² dan 1/T²

7.      Tentukan harga percepatan grafitasi g dengan rumus :

                                                           

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

A.    Deskripsi Data

Massa beban 50 gr, jumlah getaran = 10 x ayunan

No.	Panjang Tali (cm)	Waktu untuk 10 ayunan (detik)	Periode (T)	T2	1/T2	g (m/s2)
1.	120	22	2,2	4,84	1 /4,84	9,76
2.	110	21	2,1	4,41	1 /4,41	9,83
3.	100	20	2,0	4,0	1 /4	9,85
4.	90	19	1,9	3,61	1 /3,61	9,80
5.	80	18	1,8	3,24	1 /3,24	9,736

Massa beban 100 gr, jumlah getaran = 10 x ayunan

No.	Panjang Tali (cm)	Waktu untuk 10 ayunan (detik)	Periode (T)	T2	1/T2	g (m/s2)
1.	120	22	2,2	4,84	1 /4,84	9,76
2.	110	21	2,1	4,41	1 /4,41	9,83
3.	100	20	2,0	4,0	1 /4	9,85
4.	90	19	1,9	3,61	1 /3,61	9,80
5.	80	18	1,8	3,24	1 /3,24	9,736

B.     Pembahasan

Dari percobaan yang telah dilakukan, mendapatkan hasil Percepatan gravitasi pada percobaan pertama dan kedua dengan mengganti panjang tali.

 Hasil percepatan gravitasi yang di peroleh tidak berbeda jauh dari percepatan gravitasi yang sudah diputuskan 9,8 m/s²  karena setelah di rata-rata hasilnya 9.79 m/s² yaitu mendekati rumus yang sudah ditentukan.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A.     Kesimpulan

1.      Semakin panjang tali maka semakin besar pula periode tersebut.

2.      Perubahan massa benda tidak mempengaruhi bertambahnya periode bahkan bertambahnya massa periodenya pun tetap.

3.      Periode ayunan akan berubah jika dipindah dari bumi ke bulan dengan g bulan = 1.6 m/s

4.      percepatan gravitasi bergantung pada besarnya periode dan panjang tali

B.     Saran

Dalam melakukan percobaan tersebut harus teliti dan cermat dalam mengamati waktu dan menghitung getaran yang terjadi. Karena akan mempengaruhi periode yang dihasilkan. Jika dalam perhitungan periode terjadi kesalahan maka akan berpengaruh pada besarnya percepatan gravitasinya.

Read More

Percobaan Microwave Oven

Bab 1: Pendahuluan

Kehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam sekitarnya, salah satunya adalah keberadaan gelombang. Sebagai contoh, cahaya matahari dan bunyi. Cahaya matahari merupakan kumpulan gelombang transversal dengan bermacam-macam frekuensi dan amplitudo. Begitu pula dengan bunyi. Bunyi yang kita dengar merupakan gelombang longitudinal yang terdiri dari berbagai rapatan dan renggangan.Semakin majunya pola pikir manusia mendorong terciptanya aplikasi yang memanfaatkan gelombang. Penerapan gelombang sebagai aplikasi ini dapat ditemukan di sekeliling kita. Salah satunya adalah oven microwave. Saat ini, oven microwave banyak digunakan sebagai alat memasak. Cara kerjanya adalah dengan memanaskan makanan hingga suhu tertentu. Namun, bagaimana mungkin gelombang dapat memasak makanan? Prinsip-prinsip fisika apa yang digunakan pada oven microwave sebagai aplikasi penerapan gelombang? Hal inilah yang menjadi dasar ketertarikan kami memilih oven microwave sebagai materi kelompok pada kuliah Fisika.

1.1 Latar Belakang

Pembuatan makalah mengenai oven microwave ini dalam rangka menyelesaikan tugas yang diberikan pada mata kuliah Fisika 2. Makalah ini juga merupakan penjelasan lebih lanjut dari slide yang telah kami presentasikan di depan kelas pada hari Selasa tanggal 4 November 2007 yang lalu. Alasan kami memilih microwave diantaranya adalah karena ketertarikan kami akan proses memanasnya sebuah benda karena dikenai gelombang micro. Tidak hanya benda atau objek yang terkena langsung, sebuah objek yang dibungkus oleh almunium foil ataupun berada dalam botol pelastik juga bisa mengalami pemanasan. Ketertarikan kami juga pada sifat pemanasan yang dihasilkan oleh microwave oven. Objek yang dipanaskan, misalnya sebuah daging, daging tersebut akan mengalami pemansan tidak hanya pada bagian terluar dari daging, bagian dalamnya juga ikut akan panas.  

1.2 Batasan Masalah

Disini, kelompok kami hanya akan membahas bagaimana proses pemasanasan yang terjadi ketika kita memakai microwave oven.  Perubahan energi yang terjadi dari listrik menjadi gelombang mikro tersebut tidak kami bahas secara mendalam. Konsep fisika, struktur dan cara kerja dari sebuah microwave oven akan kami bahas di laporan ini.

1.3 Tujuan Pembahasan

Tujuan kami dalam pembuatan laporan ini adalah mempelajari secara lebih mendalam akan prinsip dasar fisika yang digunakan pada microwave oven. Cara kerja dari sebuah microwave oven juga akan menjadi tujuan utama kami dalam pembuatan laporan ini. Selain itu, tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk memberikan informasi mendasar kepada teman-teman mahasiswa mengenai microwave oven. Diharapkan setelah membaca makalah ini, teman-teman mahasiswa akan lebih mengerti tentang apa itu microwave oven, bukan hanya sekedar pernah mendengar saja. Lebih lanjut, diharapkan agar teman-teman mahasiswa akan mengerti secara lebih mendalam tentang cara kerja microwave oven dalam memanaskan objek sehingga bisa mengembangakn prinsip dan cara kerja tersebut pada alat ataupun pada bidang lainnya.

Bab 2: Tinjauan Pustaka

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai prinsip dasar fisika yang digunakan dalam microwave oven untuk memanaskan benda.

2.1 Prinsip Dasar

Ada dua konsep fisika yang menjadi dasar dalam pemanfaatan gelombang mikro untuk memanaskan benda. Dua konsep tersebut adalah :

1.      Radiasi gelombang

Microwave oven menggunakan gelombang radio berfrekuensi 2,5GHz untuk memanaskan makanan. Gelombang tersebut merambat secara radiasi.

2.      Pemanasan dielektrik <dielectric heating>

 Fenomena dimana gelombang radio memanaskan material dielektrik. Material disini berupa air, lemak, dan gula. Jenis material ini berkaitan erat dengan frekuensi gelombang radio yang berada pada frekuensi 2,5GHz. Gelombang radio pada frekuensi tersebut, akan diserap oleh material-material tadi. Hal ini akan menyebabkan atom-atom pada material tadi berotasi dan saling bertabrakan. Dari sinilah akan timbul panas sehingga makanan yang kita masukkan ke dalam microwave tadi bisa menjadi panas atau hangat.

2.2 Asumsi Penyederhanaan

Microwave oven yang dibahas disini adalah sebuah oven untuk memanaskan makanan dan sebagainya, yang lazim digunakan pada rumah tangga, dengan kata lain adalah bentuk yang paling dasar. Bisa jadi di dunia nyatanya hal ini akan sedikit berbeda karena ada kemungkinan microwave yang dipakai di kehidupan sekarang sudah banyak mengalami modifikasi untuk menaikan performanya ataupun untuk kegunaan lain.

Bab 3: Cara Kerja

Pada bagian ini, kami akan menjelaskan definisi, bentuk dan cara kerja microwave oven. Beberapa istilah yang berkaitan dengan solarcell juga akan kami jelaskan.

3.1 Definisi

Microwave adalah sebuah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 1 milimeter sampai  1 meter dan berfrekuensi antara 300 megahertz sampai 300 gigahertz. Oven adalah sebuah peralatan dapur yang digunakan untuk memasak atau memanaskan makanan. Microwave oven adalah adalah sebuah peralatan dapur yang menggunakan radiasi gelombang mikro untuk memasak atau memanaskan makanan.

3.2 Bentuk Fisik

Microwave oven yang sekarang beredar dipasaran sangat banyak bentuknya. Teknologi yang digunakan juga sudah semakin beragam. Pada  Gambar dibawah menunjukan sebuah microwave oven dan komponen-komponen penyusun dari sebuah microwave oven.

Magnetron merupakan bagian inti dari microwave oven. Komponen ini akan mengubah energi listrik menjadi radiasi gelombang mikro. Pada bagian dalam magnetron, electron dipancarkan dari sebuah terminal central yang disebut katode. Kutub positif yang disebut anode mengelilingi katode menarik elektron-elektron. Selama perjalanan pada garis lurus, magnet permanen memaksa elektron untuk bergerak dalam jalur melingkar. Seiring elektron-elektron melewati resonansi di dalam ruangan oven, elektron-elektron tersebut menghasilkan gelombang medan magnet yang terus-menerus.

Waveguide adalah sebuah komponen yang didesain untuk mengarahkan gelombang. Untuk tiap  jenis gelombang waveguide yang digunakan tidak sama. Waveguide untuk gelombang mikro dapat dibangun dari bahan konduktor.

Komponen yang menyerupai baling-baling ini digunakan untuk menyebarkan gelombang mikro di dalam microwave oven. Biasanya dikombinasikan dengan sebuah komponen seperti piringan yang dapat diputar pada bagian bawah. Kombinasi ini memungkinkan kecepatan tingkat kematangan yang merata saat memasak.

3.3 Cara Kerja

Berikut adalah cara kerja dari sebuah microwave oven dalam memanaskan sebuah objek:

Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial tinggi diubah dalam bentuk arus searah.

2.      Magnetron menggunakan arus ini untuk menghasilkan gelombang mikro dengan frekuensi 2,45 GHz.

3.      Gelombang mikro diarahkan oleh sebuah antenna pada bagian atas magnetron ke dalam sebuah waveguide.

4.      Waveguide meneruskan gelombang mikro ke sebuah alat yang menyerupai kipas, disebut dengan stirrer. Stirrer menyebarkan gelombang mikro di dalam ruang oven.

5.      Gelombang mikro ini kemudian dipantulkan oleh dinding dalam oven dan diserap oleh molekul –molekul makanan.

6.      Karena setiap gelombang mempunyai sebuah komponen positif dan negatif, molekul-molekul makanan didesak kedepan dan kebelakang selama 2 kali kecepatan frekuensi gelombang mikro, yaitu 4,9 juta kali dalam setiap detik.

Gelombang mikro merupakan hasil radiasi yang dapat ditransmisikan, dipantulkan atau diserap tergantung dari bahan yang berinteraksi dengannya. Oven microvawe memanfaatkan 3 sifat dari gelombang mikro tersebut dalam proses memasak. Gelombang mikro dihasilkan oleh magnetron, gelombang tersebut ditransmisikan ke dalam waveguide, lalu gelombang tersebut dipantulkan ke dalam fan stirrer dan dinding dari ruangan didalam oven, dan kemudian gelombang tersebut diserap oleh makanan.

Microwave oven dapat membuat air berputar, putaran molekul air akan mendorong terjadinya tabrakan antar molekul. Tabrakan antar molekul inilah yang akan membuat molekul-molekul tersebut memanas. Perlu diingat bahwa sebagian besar makanan memiliki kadar air didalamnya dan jika makanan tersebut memiliki kadar air berarti efek yang sama akan terjadi jika makanan tersebut dimasukan dalam microwave oven. Selain itu harus dingat juga bahwa molekul makanan yang lain akan menjadi panas karena ada kontak langsung antara molekul tersebut dengan molekul air yang memanas.

Melalui perpindahan energi, panas disebabkan oleh pergerakan molekul-molekul. Perpindahan energi ini dapat terjadi dengan 3 cara berbeda, yaitu:

·         Konduksi

Terjadi karena adanya kontak langsung dengan sumber panas, contoh papan pengorengan yang menjadi panas setelah bersentuhan dengan sumber api pada kompor.

·         Konveksi

Konveksi terjadi ketika uap panas naik atau uap berputar di dalam ruangan tertutup seperti oven. Panas uap ini akan memanaskan bagian luar makanan dan diteruskan sampai bagian dalam makanan tersebut.

·         Radiasi

Terjadi karena adanya gelombang elektromagnetik yang membuat molekul-molekul  air bergerak.

 Bab 4: Lain-lain

4.1 Tipe microwave oven

Dipasaran ada beberapa tipe dari microwave oven, pembagian tipe microwave oven tersebut ddasarkan pada ukuran dari microwave tersebut.  Klasifikasinya dapat disebutkan sebagai berikut:

1.      Compact Microwave

Compact microwave disebut juga sebagai portable microwave, yaitu tipe terkecil dari mikrowave oven. Ukuran dari oven jenis ini sekitar 46 cm untuk lebarnya, 35 cm untuk tebalnya dan 30 cm untuk tingginya. Tenaga yang digunakan untuk mengoperasikan oven jenis ini antara 500 sampai 1000 watt. Harga dari microwave oven jenis ini kurang dari $100 US.

2.      Medium Capacity Microwave

Microwave jenis ini empunyai ukuran lebih besar dari compact microwave. Untuk tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini sekitar 1000-1500 watt. Jenis microwave ini mempunyai kemampuan untuk memasak dan menghangatkan makanan lebih cepat dibanding dengan compact microwave.

3.      Large Capacity Microwave

Jenis oven ini adalah jenis yang terbesar dengan ukuran lebih besar daripada medium microwave. Tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini mencapai 2000 watt. Large microwave cocok digunakan untuk restoran ataupun tempat-tempat yang membutuhkan makanan dalam jumlah yang besar.

4.2 Dampak pemakaian microwave oven

A. Dampak Positif

v  Cepat panasnya makanan yang dipanaskan.

v  Pemanasan bisa merata pada semua bagian makanan yang dipanaskan.

v  Praktis dalam penggunaannya sehingga bisa mengefisienkan waktu.

B. Dampak Negatif

v  Membutuhkan energi (listrik) yang cukup besar untuk mengoperasikan microwave oven.

v  Menimbulkan resiko jika tidak mengerti  cara penggunaannya.

Bab 5: Penutup

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pembelajaran yang kelompok kami kerjakan tentang microwave oven, ada beberapa hal yang bisa kami jadikan kesimpulan. Diantaranya adalah microwave oven adalah suatu alat yang digunakan untuk memasak yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik untuk memanaskan makanan. Gelombang elektromagnetik tersebut bersumber dari arus listrik yang dialirkan ketika microwave oven tersebut digunakan. Arus listrik bolak-balik maupun arus listrik searah akan diubah menjadi bentuk arus searah. Kemudian salah satu komponen dalam microwave oven memanfaatkan arus tersebut untuk diubah menjadi gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 300 MHz – 300 GHz (rata-rata berfrekuensi 2,45 GHz), gelombang tersebut merambat secara radiasi dan dengan komponen-komponen dalam microwave oven lainnya gelombang tersebut akan diserap oleh material dielektrik (dalam hal ini berupa air, lemak dan gula), kemudian timbul panas dari atom-atom material yang berotasi dan saling bertabrakan, sehingga makanan bisa menjadi panas atau hangat.

5.2 Saran

            Kami memiliki beberapa saran sebagai berikut:

·   Microwave oven menjadi sebuah alat yang bisa sangat membantu dalam kehidupan manusia jika digunakan secara benar. Pencerdasan masyarakat akan penggunaan microwave oven kami rasa diperlukan.

·  Perlunya dikembangkan alat-alat lainnya yang memanfaatkan gelombang mikro untuk memfasilitasi kehidupan manusia.

·      Penelitian tentang microwave harus di tingkatkanlagi untuk menemukan kegunaan baru dari gelombang mikro maupun untuk meningkatkan perforama dari alat yang sudah ada.

Sumber: 

                  http://scele.cs.ui.ac.id/file.php/1/moddata/forum/1/46857/Laporan_Fisika_-_Microwave_-_7A.doc

Read More