I. Tujuan

1. Agar siswa siswi dapat mengetahui cara menentukan Indeks bias sebuah prisma /

sudut pembias prisma,

2. Agar siswa siswi dapat mengetahui cara menentukan sudut deviasi prisma

II. Dasar Teori

Jenis Gerak Harmonik Sederhana

Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :

Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas,

gerak osilasi air raksa / air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya.

Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

Beberapa Contoh Gerak Harmonik Sederhana

Gerak harmonik pada bandul

Gerak harmonik pada bandul

Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan dian

di titik keseimbangan 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 .

Gerak harmonik pada pegas

2

Gerak vertikal pada pegas

Semua pegas memiliki panjang alami sebagaimana tampak pada gambar . Ketika

sebuah benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang

(bertambah panjang) sejauh y. Pegas akan mencapai titik kesetimbangan jika tidak

diberikan gaya luar (ditarik atau digoyang) .

Besaran Fisika pada Ayunan Bandul

Periode (T)

Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode .

Periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran.

Benda dikatakan melakukan satu getaran jika benda bergerak dari titik di mana benda

tersebut mulai bergerak dan kembali lagi ke titik tersebut. Satuan periode adalah sekon

atau detik .

Frekuensi (f)

Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik,

yang dimaksudkan dengan getaran di sini adalah getaran lengkap . Satuan frekuensi

adalah hertz .

Hubungan antara Periode dan Frekuensi

Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu detik. Dengan demikian

selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran adalah :

Selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran adalah periode. Dengan

demikian, secara matematis hubungan antara periode dan frekuensi adalah sebagai

berikut :

Amplitudo

Pada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitudo.

Amplitudo adalah perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan .

3

Gaya Pemulih

Gaya pemulih dimiliki oleh setiap benda elastis yang terkena gaya sehingga benda

elastis tersebut berubah bentuk . Gaya yang timbul pada benda elastis untuk menarik

kembali benda yang melekat padanya di sebut gaya pemulih .

Gaya Pemulih pada Pegas

Pegas adalah salah satu contoh benda elastis. Oleh sifat elastisnya ini, suatu pegas

yang diberi gaya tekan atau gaya regang akan kembali pada keadaan setimbangnya mula-

mula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Gaya pemulih pada pegas banyak

dimanfaatkan dalam bidang teknik dan kehidupan sehari- hari. Misalnya di

dalam shockbreaker dan springbed. Sebuah pegas berfungsi meredam getaran

saat roda kendaraan melewati jalan yang tidak rata. Pegas - pegas yang tersusun di dalam

springbed akan memberikan kenyamanan saat orang tidur.

Hukum Hooke

Robert Hooke

Jika gaya yang bekerja pada sebuah pegas dihilangkan, pegas tersebut akan kembali

pada keadaan semula. Robert Hooke, ilmuwan berkebangsaanInggris menyimpulkan

bahwa sifat elastis pegas tersebut ada batasnya dan besar gaya pegas sebanding dengan

pertambahan panjang pegas. Dari penelitian yang dilakukan, didapatkan bahwa besar

gaya pegas pemulih sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Secara matematis,

dapat dituliskan sebagai :

, dengan k = tetapan pegas (N / m)

Tanda (-) diberikan karena arah gaya pemulih pada pegas berlawanan dengan arah gerak

pegas tersebut.

4

Susunan Pegas

Konstanta pegas dapat berubah nilainya, apabila pegas - pegas tersebut disusun

menjadi rangkaian . Besar konstanta total rangkaian pegas bergantung pada jenis

rangkaian pegas, yaitu rangkaian pegas seri atau paralel .

Seri / Deret

Gaya yang bekerja pada setiap pegas adalah sebesar F, sehingga pegas akan

mengalami pertambahan panjang sebesar dan . Secara umum, konstanta

total pegas yang disusun seri dinyatakan dengan persamaan :

, dengan kn = konstanta pegas ke - n.

Paralel

Jika rangkaian pegas ditarik dengan gaya sebesar F, setiap pegas akan mengalami

gaya tarik sebesar dan , pertambahan panjang sebesar dan . Secara

umum, konstanta total pegas yang dirangkai paralel dinyatakan dengan persamaan :

ktotal = k1 + k2 + k3 +....+ kn, dengan kn = konstanta pegas ke - n.

Gaya Pemulih pada Ayunan Bandul Matematis

Ayunan Bandul Matematis

Ayunan matematis merupakan suatu partikel massa yang tergantung pada suatu titik

tetap pada seutas tali, di mana massa tali dapat diabaikan dan tali tidak dapat bertambah

panjang . Dari gambar tersebut, terdapat sebuah beban bermassa tergantung pada

seutas kawat halus sepanjang dan massanya dapat diabaikan. Apabila bandul itu

5

bergerak vertikal dengan membentuk sudut , gaya pemulih bandul tersebut

adalah . Secara matematis dapat dituliskan :

Oleh karena , maka :

Persamaan, Kecepatan, dan Percepatan Gerak Harmonik Sederhana

Persamaan Gerak Harmonik Sederhana

Persamaan Gerak Harmonik Sederhana adalah :

Keterangan :

Y = simpangan

A = simpangan maksimum (amplitudo)

F = frekuensi

t = waktu

Jika posisi sudut awal adalah , maka persamaan gerak harmonik sederhana menjadi :

Kecepatan gerak harmonik sederhana :

Kecepatan maksimum diperoleh jika nilai atau ,

sehingga :

Kecepatan untuk Berbagai Simpangan

Persamaan tersebut dikuadratkan

, maka :

...(1)

6

Dari persamaan :

...(2)

Persamaan (1) dan (2) dikalikan, sehingga didapatkan :

Keterangan :

v =kecepatan benda pada simpangan tertentu

= kecepatan sudut

A = amplitudo

Y = simpangan

Percepatan Gerak Harmonik Sederhana

Dari persamaan kecepatan : , maka :

Percepatan maksimum jika atau = 900 =

Keterangan :

a maks = percepatan maksimum

A = amplitudo

= kecepatan sudut

III. Cara Kerja

1. Mengikat bandul pada tali

2. Menggantungkan tali pada statif dengan panjang tali sesuai yang ditentukan

3. Mengayunkan bandul dengan posisi yang tidak terlalu jauh dari sumbu poros

4. Menghidupkan stopwatch bersamaan dengan ayunan bandul pertama kali

5. Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 10 getaran

6. Mengulang percobaan diatas sebanyak 3 kali

7. Mengulang percobaan diatas dengan panjang tali yang berbeda

7

IV. Alat dan Bahan

1. Statif

2. Bandul

3. Tali

4. Penggaris

V. Data Pengamatan

No Panjang Tali T10

1

2

3

VI. Data Perhitungan

VII. Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum kami, di dapatkan bahwa semakin panjang tali, maka

_________________. Dari hasil praktikum, kami mendapatkan bahwa percepatan

gravitasi yang mempengaruhi gerak benda adalah _______.

8

Daftar Pustaka

http://meilianablog.blogspot.com/2013/04/contoh-penulisan-praktikum-fisika-

sma.html

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