Praktik Gerak Harmonis Sederhana

Waktu yang diperlukan oleh ayunan untuk melakukan sekali gerak bolak-balik disebut: Periode (T).
Untuk simpangan-simpangan yang tidak terlalu besar, periode suatu ayunan adalah tetap. Karena itu ayunan dapat dipakai sebagai pengukur waktu (jam) yang disebut jam bandul.

Tujuan:
Menentukan nilai percepatan gravitasi bumi (g) di suatu tempat.

Alat dan bahan:
Benang/tali nylon 1 rol
Statif dan klem atau alat sejenisnya 1 buah
Stopwatch/arloji 1 buah
Beban gantung 10 gram 5 buah
Mistar 1 m 1 buah
Gunting/pisau 1 buah
Busur derajat 1 buah

Prosedur Kerja:

1. Gantungkan beban 25 gram dengan panjang benang 120 cm, seperti pada gambar. 
2. Ayunkan beban dengan sudut simpangan yang kecil (sudut harus lebih kecil dari 12ᵒ), usahakan ayunan dalam suatu bidang datar. 
3. Dengan stopwatch, ukurlah waktu untuk 10 ayunan penuh. Pengukuran tersebut untuk menentukan periode (T). 
4. Dengan panjang tali tetap 120 cm, ulangi percobaan tersebut dengan memakai beban: 35 g, 45 g, 55 g, dan 65 g, catat hasilnya dalam tabel 1. 
5. Pada beban tetap (65 gram),  ulangi percobaan tersebut dengan panjang tali     ( l ) 120 cm, 100 cm, 80 cm, 60 cm, dan 40 cm dan catat hasilnya dalam tabel 2, kemudian lengkapi T2 pada kolom terakhir.

Tugas:
1.Lukislah grafik hubungan antara T² dengan l !
(T² sebagai sumbu vertikal dan l sebagai sumbu horizontal)

2.Tentukan nilai konstanta c dari grafik!
(kemiringan grafik : c = tan ⊝ =

3.Hitunglah nilai percepatan gravitasi bumi (g) dari nilai c tersebut!

4. Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas!

Menyelidiki Jarak Tertinggi dan Jarak Terjauh

Kerja Ilmiah berikut bertujuan untuk menyelidiki jarak tertinggi dan jarak terjauh pada Gerak Parabola.

Alat dan Bahan:
1. Air ledeng dari kran
2. Selang air
3. Busur derajat
4. Meteran

Langkah Kerja:

1. Pasang selang air pada kran. Posisi selang dibuat 30° terhadap bidang horizontal.

2. Ukurlah jarak tertinggi dan jarak terjauh dari semprotan air.

3. Ulangilah langkah 1 dan 2 dengan sudut elevasi yang berbeda-beda. Kemudian, tulislah hasilnya dalam tabel berikut.

4. Apa yang dapat Anda simpulkan dari kerja ilmiah ini?

Buatlah laporan tugas lengkap dengan hasil diskusi, foto dan penjelasan yang diperlukan.
Lengkapi dengan tinjauan pustaka yang relevan.

sumber: Cerdas Belajar Fisika untuk kelas XI, Penulis Kamajaya

Sisir dan Kertas

Gosokkan sisir pada rambut kering, lalu dekatkan sisir pada isolator seperti potongan kertas-kertas kecil.

Apakah kertas akan ditarik oleh sisir?

Jawab:

Ya. Kertas kecil akan ditarik oleh sisir. Ketika sisir digosok dengan rambut,sisir akan bermuatan listrik negatif. Di dalam tiap molekul kertas ada elektron-elektron dan inti-inti atom. Ketika didekatkan pada sisir bermuatan listrik, elektron-elektron dalam tiap atom mengatur diri sehingga dalam tiap molekul, muatan listrik negatif (elektron) dan muatan listrik positif (inti atom) sedikit terpisah (lihat gambar). 

Peristiwa pemisahan muatan listrik ini disebut polarisasi. Muatan positif akibat polarisasi ini akan ditarik oleh muatan negatif dari sisir sehingga kertas terangkat.

SUmber: IPA Fisika Gasing 3 untuk SMP/MTs Kelas IX, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Kaca dan Kain Sutera

Gosok batang kaca dengan kain sutera, dekatkan dengan batang tembaga. Apakah tembaga akan ditarik oleh batang kaca? Mengapa?

Jawab:

Ya, batang tembaga akan ditarik oleh batang kaca. Ketika batang kaca yang bermuatan listrik positif didekatkan, maka muatan-muatan listrik negatif pada batang tembaga akan tertarik oleh muatan listrik positif pada batang kaca (ingat, di dalam tembaga muatan mudah bergerak). Hal ini membuat muatan-muatan negatif tembaga lebih terkumpul ke ujung yang dekat dengan batang kaca. Kemudian muatan listrik negatif tembaga dan muatan listrik positif kaca akan saling tarik.

Kalau batang kaca kita ganti dengan pipa PVC yang telah diberi muatan listrik negatif, batang tembaga akan ditarik juga. Ketika pipa didekatkan, muatan listrik pipa akan menolak elektron-elektron pada tembaga, sehingga distribusi muatan listrik seperti pada gambar.

Sumber: IPA Fisika Gasing 3 untuk SMP/MTs Kelas IX, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Mengapa Dua Gelas ini Menempel?

Ambil dua buah gelas kering yang ukurannya sama. (diameter bagian bawah lebih kecil dari diameter bagian atas)

Basahilah bagian luar dari salah satu gelas tersebut.

Lalu masukkan ke dalam gelas lain.

Aneh, kedua gelasnya kok mesra banget tidak mau dipisahkan. Mengapa?

Jawab:

Air mengisi celah pada kedua gelas itu. Antara air dan gelas terdapat gaya adhesi. Gaya tarik adhesi ini menyulitkan kita untuk memisahkan kedua gelas itu.


Sumber IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Teka-Teki untuk Archimedes

Kita semua mungkin pernah mendengar legenda tentang bagaimana Archimedes menemukan prinsip gaya apung ketika ia diminta mencari tahu apakah mahkota Raja Hiero II terbuat dari emas murni atau bukan. Nah, alkisah setelah peristiwa tersebut, Archimedes diminta untuk menjawab sebuah teka-teki yang masih berhubungan tentang emas.

Archimedes diberi 9 buah emas batangan. 8 diantaranya memiliki berat yang sama, namun hanya satu yang memiliki berat yang hampir sama dengan yang lainnya (dimana jika dirasakan dengan tangan, maka akan sangat sulit menemukan yang mana emas yang berbeda itu, namun dapat diketahui dengan menggunakan neraca).

Ia diberi sebuah neraca (timbangan) yang punya dua lengan (lihat gambar). Nah, sekarang bagaimanakah caranya ia menimbang hanya sebanyak dua kali penimbangan terhadap ke 9 emas batangan tersebut dengan menggunakan neraca dua lengan tadi agar ia dapat menemukan manakah 1 batangan emas yang memiliki berat yang berbeda itu?

Ingat, sekali lagi, Archimedes hanya diberi kesempatan dua kali proses penimbangan.

Sumber

Meremas Telur

Kepal telur dengan salah satu telapak tanganmu. Aneh, telurnya tidak pecah.

Mengapa?

Jawab:
Benda akan pecah jika tekanan yang diberikan melebihi batas tertentu. Ketika telur diremas, gaya dari tangan akan disebarkan secara merata ke seluruh permukaan telur (sehingga luas penyebaran gayanya menjadi lebih besar).

Penyebaran ini menyebabkan tekanannya kecil sehingga tidak cukup untuk memecahkan kulit telur.

Sumber IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Bola Tenis dan Bola Bekel

Tumpuk bola bekel di atas bola tenis, lalu jatuhkan kedua bola tersebut. Apa yang terjadi? Aneh, bola bekelnya terpantul tinggi sekali. Mengapa?

Jawab:
Kedua bola jatuh sama-sama. Bola tenis menumbuk lantai lebih dulu. Karena ditumbuk, lantai bereaksi memberikan gaya pada bola ini sehingga bola terpantul ke atas.

Ketika bola tenis akan ke atas, datang bola bekel. Bola ini menumbuk bola tenis. Bola tenis bereaksi mendorong bola bekel ke atas lagi. Gerakan bola tenis yang sedang ke atas akan memperbesar daya dorong, sehingga bola bekel terpantul lebih tinggi dari ketinggian mula-mula.

Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Balon Roket

Tiup balon. Pasang balon pada benang seperti pada gambar (dengan menggunakan selotip dan sedotan). Lepaskan balon. Balon akan meluncur ke depan seperti roket Mengapa? Ayo kita coba dan lihat balon siapa yang meluncur paling cepat.

Jawab:

Ketika balon dilepas, balon akan mendorong udara ke belakang. Sebagai reaksinya, udara ini akan mendorong balon ke depan.

Sumber IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Kerucut Air

Aduk air dalam gelas. Lihai ternyata air membentuk suatu kerucut.

Mengapa?

Jawab:

Ketika diaduk, air merasakan gaya sentrifugal sehingga air terlempar ke samping, ini membuat air makin ke tengah makin kosong. Itu sebabnya air berbentuk kerucut.

Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Bangku Terbang dan Komidi Putar

Bangku Terbang

Naiklah bangku terbang (lihat gambar) yang banyak terdapat di tempat-tempat hiburan/rekreasi anak-anak. Kamu akan merasa terdorong ke samping. Mengapa?

Jawab:
Kamu merasa terdorong ke samping karena kamu mendapatkan gaya sentrifugal.


----------------

Melempar dari Komidi Putar

Naiklah komidi putar. Lemparkan batu. Apakah lintasan batu akan melingkar? Mengapa?

Jawab:
Lintasan batu akan berbentuk parabola seperti pada gambar.Menurut pengamat di luar komidi putar, kecepatan batu arahnya selalu menyinggung lingkaran. Ketika batu dilepas, kecepatan batu arahnya arah AB. Menurut hukum I Newton, batu ini cenderung akan bergerak dalam arah AB. Batu akan jatuh karena ada gravitasi, sehingga lintasan batu berbentuk parabola.

Sumber IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Mobil Membelok

Duduk dalam mobil yang bergerak, perhatikan ketika mobil membelok tajam, kamu akan terpental menjauhi pusat belokan. Mengapa?

Jawab:

Dari sudut pandang pengamat di luar mobil:
menurut hukum I Newton, orang yang sedang bergerak lurus cenderung untuk terus bergerak lurus. Lihat gambar di bawah ini.

Ketika mobil belok ke kanan, kamu maunya lurus, sehingga posisi kamu di B bukan di D (jika jok yang kamu duduki licin).

Jarak OB > Jarak OD itu sebabnya pengamat ini melihat seolah-olah kamu bergerak menjauhi pusat lingkaran.
Oari sudut pandang kamu yang berada di dalam mobil: kamu katakan bahwa kamu terlempar karena adanya gaya sentrifugal yang mendorong kamu menjauhi pusat putaran.

Sumber; IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Gelas Berlubang

Ambil gelas kertas. Lubangi bagian bawahnya. Isi dengan air sampai penuh lalu jatuhkan. Aneh, airnya tidak keluar dari lubang. Mengapa?

Jawab:

Gelas jatuh karena dipercepat oleh gravitasi ke bawah. Karena gelas dipercepat ke bawah, air akan merasakan gaya fiktif ke atas. Gaya fiktif ini mencegah air keluar lubang.


Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Melempar Bola Basket

Ambil bola basket, lempar bola basket sambil berlari. Lihat bola basket terlontar sangat keras.

Mengapa?


Jawab: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Menurut hukum I Newton, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak.

Bola yang sedang kamu pegang sambil berlari, ketika dilepas cenderung untuk terus bergerak.

Terlebih jika kamu dorong, maka bola bisa meluncur sangat keras.


Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Menjatuhkan Lawan

Seorang pemain judo yang hendak menjatuhkan lawannya, akan menunggu lawannya bergerak memukul. Minta temanmu memukul kamu (seperti pada gambar). Kemudian tangkap tangannya dan dorong searah dengan arah pukulan.

Temanmu akan terpelanting ke depan. Mengapa?

(Percobaan ini harus dilakukan di atas matras untuk menghindari luka akibat terjatuh)

Jawab:

Menurut hukum I Newton, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak.Temanmu yang sedang bergerak sambil memukul akan terus bergerak, terlebih jika ia didorong, pasti ia akan terjerembab.

Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Mobil Direm

Duduk di dalam mobil yang sedang bergerak.

Perhatikan ketika mobil dihentikan tiba-tiba, kita akan terjerembab ke depan.

Mengapa?

Jawab:

Menurut hukum I Newton, suatu benda yang sedang bergerak akan terus bergerak. Ketika mobil dihentikan, kita tetap bergerak ke depan, akibatnya kita terjerembab ke depan.

Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Mobil Bergerak Tiba-tiba

Duduk dalam mobil yang diam. Perhatikan ketika mobil tiba-tiba bergerak, kita tersentak ke belakang.

Mengapa?

Jawab:

Menurut hukum I Newton, kita yang sedang diam cenderung untuk tetap diam, ketika mobil bergerak ke depan, kita yang mencoba diam akan tersentak ke belakang.


Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Telur Matang dan Telur Mentah

Ambil telur matang dan telur mentah.

Putar keduanya. Mana yang bisa berputar? Mengapa?


Jawab:

Telur matang dapat berputar. Telur mentah tidak. Pada telur mentah terdapat cairan.

Ketika telur diputar, cairan cenderung untuk tetap diam (hukum I Newton), akibatnya putaran telur akan terganggu sehingga telur tidak dapat berputar.

Sumber: IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Sedotan dan Gelas

Ambil sedotan, tusukkan secara cepat ke tutup gelas air mineral.

Tutup plastik gelas bolong.


Mengapa?

Jawab:

Menurut hukum I Newton, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak.
Sedotan yang bergerak cepat cenderung mempertahankan gerakannya, sehingga sedotan itu mampu membolongi tutup plastik gelas.

Sumber; IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel

Apel dan Pisau

Jatuhkan apel di atas pisau tajam. Lihat apel terbelah dua.

Mengapa?

Jawab:

Menurut hukum I Newton, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak.
Apel yang jatuh ingin meneruskan gerakannya, walaupun ada pisau. Akibatnya apel terbelah dua.


Sumber IPA Fisika Gasing 2 untuk SMP/MTs Kelas VIII, Yohanes Surya, Penerbit PT Grasindo, PT Kandel