Percobaan percepatan gravitasi

Tujuan percobaan :
– Siswa dapat mengetahui besar percepatan gravitasi berdasarkan hasil percobaan
Alat dan bahan :
– Stop watch
– Batu berukuran kecil (bisa gunakan benda lain)
– Mistar atau alat ukur panjang
Dasar teori :
Percepatan gravitasi
Percepatan gravitasi adalah percepatan yang dialami oleh benda yang jatuh bebas dari ketinggian tertentu menuju permukaan bumi. Berdasarkan eksperimen yang dilakukan oleh fisikawan, besar percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s2. Ini adalah nilai rata-rata. Besar percepatan gravitasi di beberapa tempat yang berbeda bisa saja tidak tepat sama dengan 9,8 m/s2. Untuk mempermudah perhitungan soal-soal, terkadang nilai percepatan gravitasi 9,8 m/s2 ini dibulatkan menjadi 10 m/s2. Arah percepatan gravitasi adalah menuju pusat bumi atau tegak lurus menuju permukaan tanah.
Gerak jatuh bebas dan kaitannya dengan percepatan gravitasi
Gerak jatuh bebas merupakan gerak benda jatuh dari ketinggian tertentu menuju permukaan tanah tanpa kecepatan awal dan benda mengalami percepatan gravitasi konstan sebesar 9,8 m/s2. Percepatan merupakan besaran vektor sehingga mempunyai besar dan arah. Besar percepatan gravitasi 9,8 m/s2 artinya kelajuan benda bertambah 9,8 m/s setiap 1 sekon. Setelah jatuh bebas selama 2 sekon, kelajuan benda bertambah menjadi 19,6 m/s. Demikian seterusnya. Arah percepatan gravitasi adalah menuju pusat bumi.
Kelajuan setiap benda yang jatuh bebas bertambah secara teratur karenanya gerak jatuh bebas merupakan salah satu contoh gerak lurus berubah beraturan.  Terdapat tiga rumus turunan gerak lurus berubah beraturan yang digunakan untuk menghitung besaran-besaran fisika terkait gerak lurus beraturan, seperti jarak, kecepatan awal dan akhir, selang waktu dan percepatan. Ketiga rumus tersebut adalah : vt = vo + a t, s = vo t + ½ a t2, vt2 = vo2 + 2 a s, di mana vt = kelajuan akhir, vo = kelajuan awal, a = percepatan benda, t = selang waktu tempuh, s = jarak tempuh, vo = kelajuan awal.
Gerak jatuh bebas merupakan contoh gerak lurus berubah beraturan karenanya rumus yang digunakan di gerak jatuh bebas pada dasarnya sama dengan rumus gerak lurus berubah beraturan di atas dan disesuaikan lagi dengan situasi dan kondisi pada gerak jatuh bebas. Ketiga rumus di atas jika diubah menjadi rumus gerak jatuh bebas maka akan berubah menjadi vt = g t, h = ½ g t2, vt2 = 2 g h, di mana vt = kelajuan akhir, g = percepatan gravitasi, t = selang waktu, h = ketinggian atau jarak tempuh pada arah vertikal.
Pada percobaan ini, percepatan gravitasi dihitung menggunakan salah satu rumus gerak jatuh bebas, yakni h = ½ g t2. Kedua rumus lainnya tidak dapat digunakan karena pada percobaan ini kelajuan akhir (vt) benda tidak dapat diukur. Untuk menghitung besar percepatan gravitasi, rumus di ubah menjadi g = 2 h / t2.

Langkah percobaan :
1. Ukurlah ketinggian di mana benda akan jatuh bebas, lalu masukkan pada tabel data dan analisis data, nomor 1.
2. Jatuhkan benda dan ukurlah selang waktu benda jatuh bebas, lalu masukkan pada tabel data dan analisis data, nomor 1.
3. Hitung besar percepatan gravitasi menggunakan rumus g = 2 h / t2, lalu masukan hasil perhitungan pada tabel data dan analisis data, nomor 1.
4. Ulangai langkah 1 sampai 3, lalu masukkan  hasilnya pada tabel data dan analisis data, nomor 2 dan 3.
5. Hitung rata-rata besar percepatan gravitasi. Jika percobaan dilakukan sebanyak tiga kali maka terdapat tiga besar percepatan gravitasi. Jumlahkan ketiga besar percepatan gravitasi lalu bagi dengan tiga. Catat hasil perhitungan anda ke dalam tabel.

Data dan analisis data :

No Ketinggian (meter) Selang waktu (sekon) Percepatan gravitasi (m/s2) *
1
2
3
Rata-rata

* Sertakan proses perhitungan pada bagian ini

Kesimpulan :
Nyatakan kesimpulkan anda berdasarkan hasil percobaan yang anda peroleh dengan mengacu pada tujuan percobaan dan dasar teori. Pertanyaan penuntun :
–  Berapa besar percepatan gravitasi yang anda peroleh melalui percobaan ?
– Apakah besar percepatan gravitasi sama dengan atau mendekati 9,8 m/s2 ?
– Jika besar percepatan gravitasi yang anda peroleh sangat jauh berbeda dari 9,8 m/s2, hal-hal apa saja yang mempengaruhinya ?

Leave a Reply