7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
1/24
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM
GETARAN P1GETARAN TEREDAM
Disusun oleh :
Dicky Dwi Arifiansyah (2413100118)
Asisten :Ainun Nadiroh (2412100063)
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKAJURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2015
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
2/24
i
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM
GETARAN P1GETARAN TEREDAM
Disusun oleh :
Dicky Dwi Arifiansyah (2413100118)
Asisten :Ainun Nadiroh (2412100063)
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKAJURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2015
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
3/24
ii
ABSTRAK Berbagai aspek kehidupan tidaklah terlepas dari sebuahgetaran. Getaran dapat di aplikasikan kedalam berbagai alat. Salahsatunya yang sering dijumpai adalah pada shockbreaker kendaraan
bermotor yang di dalamnya terdapat sebuah suspensi, yangmemanfaatkan prinsip redaman pada getaran. Adapun getaranteredam dibagi menjadi tiga macam yaitu getaran kurang teredam( underdamped ), getaran teredam kritis ( critical damped ) dangetaran teredam paksa ( over damped ). Pada laporan ini akanmembahas perhitungan rasio redaman pegas diberbagai medium,untuk mengetahui jenis getaran teredam yang di hasilkan. Darihasil percobaan didapatkan nilai rasio redaman dari redaman yang
berbeda-beda tersebut yaitu udara, air dan oli masing-masingsebesar, 0.10572, 0.07796 dan 0.13096.
Kata kunci : getaran teredam, rasio redaman, suspensi ,
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
4/24
iii
ABSTRACT
Various aspects of life is apart from a vibration. Vibration canbe applied into various tools. One thing that is often encountered is the
shockbreaker motor vehicle in which there is a suspension, which utilizesvibration damping principle. vibration damped divided into three kinds,namely less vibration damped (underdamped), critically dampedvibration (critical damped) and forced damped vibration (over damped).
In this report will discuss the calculation of the ratio of the damping spring in various medium, to determine the type of vibration damped at yield. From the experimental results obtained damping ratio value of thedamping is different, namely air, water and oil, 0.10572, 0.07796 and0.13096.
Key word : vibration damped, damping ratio, suspention
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
5/24
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telahmelimpahkan rahmat serta karuniaNya sehingga penulis dapatmenyelesaikan Laporan Resmi Praktikum Getaran P1 mengenai getaran teredam dengan baik.
Getaran teredam adalah gerakan berulang-ulang yangterdapat gaya penghambat atau gaya gesekan yang pada akhirnya
getaran itu akan berhenti. Gaya penghambat itu dikenal dengangaya redam. Getaran teredam dalam kehidupan sehari-haridiaplikasikan pada sepeda motor, sehingga ketika bejalan di daerahyang terjal, getaran yang terjadi dapat secepatnya berhenti.
Tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada ;1. Dosen pengajar mata kuliah Getaran2. Asisten Praktikum Getaran3. Teman-teman Teknik Fisika 2013 yang telah membantu
Akhir kata, semoga Laporan Resmi Getaran P1 ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembaca. Serta penulis mengharapkankritik dan saran yang bersifat membangun demi kemajuan susunanlaporan praktikum yang lebih baik.
Surabaya, 03 Nopember
2015
Penulis
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
6/24
v
DAFTAR ISI
Halaman Judul ......................................................................................... iAbstrak .................................................................................................... iiAbstract .................................................................................................. iiiKata Pengantar ....................................................................................... ivDaftar Isi ................................................................................................. vDaftar Gambar ....................................................................................... viDaftar Tabel .......................................................................................... viiBAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .......................................................................... 11.2 Rumusan Masalah..................................................................... 11.3 Tujuan Percobaan ..................................................................... 2
BAB II DASAR TEORI ......................................................................... 32.1 Pengertian Getaran ................................................................... 32.2 Pengertian getaran teredam dan jenisnya .................................. 4
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN ............................................... 83.1 Alat dan Bahan ......................................................................... 83.2 Langkah-langkah Praktikum ..................................................... 8
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ............................. 104.1 Analisa Data ........................................................................... 104.2 Pembahasan ............................................................................ 14
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 195.1 Kesimpulan ............................................................................. 195.2 Saran ....................................................................................... 19
DAFTAR PUSTAKA
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
7/24
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Model Getaran Sederhana pada Pegas 5 Gambar 2.2 Gambar Amplitudo ke-n pada getaran yang teredam .. 7 Gambar 2.3 Respon osilasi Getaran Kurang Teredam ...................... 7Gambar 2.4 Respon osilasi Getaran Teredam Kritis ... 8Gambar 2.5 Respon osilasi Getaran Teredam Lebih ...... 9 Gambar 3.1 Penyusunan rangkaian pegas .. 10
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
8/24
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Amplitudo Pertama dan Kedua 12 Tabel 4.2 Peluruhan Logaritmik 13 Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Rasio Redaman 13 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Konstanta Redaman 14
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
9/24
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangBanyak hal berkaitan dengan getaran yang mudah ditemui di
kehidupan sehari-hari. Getaran merupakan gerak bolak-balik yangmelewati titik seimbang. Adanya gangguan dari luar menyebabkanterjadinya perubahan posisi dari titik setimbangnya. Sehinggauntuk mengembalikan ke bentuk setimbang lagi diperlukan
peredam getaran. Contoh benda yang mengalami getaran adalah
pegas pada kendaraan atau disebut shock breaker. Dalam suatu pegas tersebut selalu memiliki konstanta pegasdimana hasil perbandingan massa benda yang mempengaruhi
panjang pegas. Selain kostanta, pegas juga ration redaman yangdapat dimanfaatkan untuk mempercepat pegas kembali ketitiksetimbang.Tujuan dilakukan praktikum ini adalah untukmengetahui berbagai jenis redaman. Adapun jenis jenis getaranteredam ada 3 yaitu getaran kurang teredam, getaran teredamkritis, getaran teredam lebih. Adapun ketiganya akan dibahas padalaporan resmi ini.
1.2 Perumusan MasalahSesuai dengan latar belakang diatas, maka rumusan
masalah pada praktikum akustik dan getaran tentang getaranteredam kali ini adalah sebagai berikut.
a. Bagaimana menentukan Konstanta pegas dan rasioredaman pada suatu sistem pegas ?
b. Bagaimana membandingkan rasio redaman dari jenisdamper yang digunakan ?
c. Bagaimana menentukan jenis peredaman dalam sistem pegas?
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
10/24
4
1.3 TujuanBerdasarkan rumusan masalah diatas maka tujuan dari
praktikum akustik dan getaran tentang getaran teredam kali iniadalah sebagai berikut. a. Menentukan Konstanta pegas dan rasio redaman pada
suatu sistem pegas. b. Membandingkan rasio redaman dari jenis damper yang
digunakan.c. Menentukan jenis peredaman dalam sistem pegas.
1.4 Sistematika LaporanLaporan resmi praktikum akustik dan getaran tentang getaran
teredam , ini terdiri dari 5 bab, yaitu pertama bab 1, adalah pendahuluan, yang berisi latarbelakang, rumusan masalah, tujuan praktikum serta sistematika laporan. Bab 2 yaitu dasar teori yang berisi tentang teori dasar yang menunjang praktikum ini. Bab 3yaitu metodologi dimana berisi tentang, alat alat yang digunakandalam praktikum serta langkah langkah dalam praktikum.Bab 4
yaitu analisa data dan pembahasan, dimana berisi tentang analisadata-data yang didapatkan dalam percobaan serta pembahasanterhadap analisa data tersebut.Bab 5 yaitu penutup berisi tantangkesimpulan dan saran.Sedangkan yang terakhir yaitu lampiranyang berisi tugas khusus yang diberikan.
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
11/24
5
BAB IIDASAR TEORI
2.1 Getaran HarmonikSetiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang
waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadisecara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik. Gerakharmonik merupakan gerak sebuah benda dimana grafik posisi
partikel sebagai fungsi waktu berupa sinus (dapat dinyatakandalam bentuk sinus atau kosinus). Gerak semacam ini disebutgerak osilasi atau getaran harmonik. ( College Loan Consolidation,2014).
Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik padalintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran.Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda yang
berosilasi pada ujung pegas. Karenanya kita menyebutnya gerakharmonis sederhana. (modul praktikum getaran teredam , 2015 )
Gambar 2.1 Model Getaran Sederhana pada Pegas (Modul PraktikumGetaran P2, Getaran Teredam)
Dalam gerak harmonik terdapat beberapa besaran fisika yangdimiliki benda diantaranya yaitu, simpangan, amplitudo,frekuensi, perioda
Gerak harmonik sederhana disebabkan oleh adanya gaya pemulih atau gaya balik linear (F), yaitu resultan gaya yangarahnya selalu menuju titik kesetimbangan dan besarnya sebandingdengan simpangannya. Gaya pemulih ini arah gaya selalu
berlawanan dengan arah simpangan. Sehingga
http://fisikazone.com/tag/getaran-harmonik/http://fisikazone.com/tag/getaran-harmonik/7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
12/24
6
F=-kx ...(1)Dimana :
K = konstanta gaya (N/m)x = simpangan (m)F = gaya pemulih (N)
Dalam keadaan nyata, osilasi lama kelamaan akan melemahmenjadi diam (teredam). Hal terseebut karena adanya gaya gesek
benda dengan lingkungan. Pengaruh gaya gesek inilah yangdisebut dengan gaya non konservatif. Gaya gesek akan
menyebabkan amplitudo benda yang berosilasi secara perlahanmenurun terhadap waktu. Sehingga benda tidak berosilasi lagi(diam). Dengan kata lain bahwa gaya gesek menyebabkan bendatersebut kembali setimbang. Getaran semacam ini disebut sebagaigetaran selaras teredam.
2.2 Jenis Getaran TeredamGetaran yang terdapat gaya penghambat atau gaya gesekan
yang pada akhirnya getaran itu akan berhenti. Gaya penghambatitu dikenal dengan gaya redam. Gaya redam merupukan fungsilinier dari kecepatan, Fd = -c dx/dt. Jika suatu partikel bermassa m
bergerak di bawah pengaruh gaya pulih linier dan gaya hambat,maka persamaannya menjadi:m + c + kx = 0............................................. (2)Persamaan umum sistem dinamik orde 2:
+ 2 0 + 02 x = 0(3) jika persamaan (2) dibandingkan dengan persamaan (3), makadidapatkan 2 0= c/m,dan
yang merupakan rasio redaman. Dan = sebagai frekuensi natural. Nilai rasio redaman dapat di cari denganrumus:
+4 (4)Dimana adalah peluruhan logaritmik yang di presentasikan
dengan persamaan di bawah ini
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
13/24
7
ln +(5)n : bilangan bulat untuk menyatakan urutan amplitudeA : amplitudo
Gambar 2.2 Gambar Amplitudo ke-n pada getaran yang teredam
(Modul Praktikum Getaran P2, Getaran Teredam)
Getaran teredam memiliki beberapa jenis, yaitu getaran kurangteredam (underdamped), getaran redaman kritis (criticallydamped), dan getaran terlampau redam (overdamped).
2.2. 1 Getaran Kurang Teredam (under-damped)
Gambar 2.3 Respon osilasi Getaran Kurang Teredam (ModulPraktikum Getaran P2, Getaran Teredam)
Benda yang mengalami underdamped biasanyamelakukan beberapa osilasi sebelum berhenti. Bendamasih melakukan beberapa getaran sebelum berhenti
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
14/24
8
karena redaman yang dialaminya tidak terlalu besar.( Douglas C. Giacoli, 2001 : 378 )
Untuk getaran kurang teredam didefinisikansebagai getaran yang memiliki loss kecil dengan responosilasi dengan peluruhan logaritmik, frekuensi getarandapat di tuliskan dengan :
01 .( 6 ) Sebenarnya tidaklah mungkin menentukan
frekuensi dengan adanya redaman, sebab gerak itu tidak periodic lagi. Jika redaman kecil, maka frekuensi tersebutakan mendekati frekuensi asli artinya gerak partikel
bergetar secara harmonik
2.2.2 Getaran Teredam Kritis (Critically-damped)
Gambar 2.4 Respon osilasi Getaran Teredam Kritis (Modul
Praktikum Getaran P2, Getaran Teredam)
Benda yang mengalami critical damping biasanyalangsung berhenti berosilasi (benda langsung kembali ke
posisi setimbangnya). Benda langsung berhenti berosilasikarena redaman yang dialaminya cukup besar. ( Douglas C.Giacoli, 2001 : 378 )
Untuk suatu getaran redam kritis akan mendekati
kesetimbangan dengan suatu kadar laju yang lebih cepat
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
15/24
9
daripada gerak terlampau redam maupun gerak kurangredam. Getaran redaman kritis akan terjadi jika rasio
redamannya sama dengan satu. Sifat ini penting gunamendesain suatu sistem ayunan praktis, misalnyagalvanometer analog.
2.2.3 Getaran Teredam Lebih (Over-damped)
Gambar 2.5 Respon osilasi Getaran Teredam Lebih (ModulPraktikum Getaran P2, Getaran Teredam)
Over damping mirip seperti critical damping. Bedanya pada c ritical damping benda tiba lebih cepat di posisisetimbangnya sedangkan pada over damping benda lamasekali tiba di posisi setimbangnya. Hal ini disebabkankarena redaman yang dialami oleh benda sangat besar.(Douglas C. Giacoli, 2001 : 378)
Pada gerak terlampau redam tidak menggambarkangetaran periodik (gerakan bolak-balik), simpangan getaranakan berkurang atau sama sekali tidak bergerak tetap
berada posisi kesetimbangan atau bisa dikatakan overshoot yang terjadi sangat kecil. Ini terjadi jika nilai rasio redamanlebih dari satu
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
16/24
10
BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan Peralatan dan bahan yang digunakan dalam praktikum
kali ini adalah:a. Statif
b. Pegasc. Damperd. Beban
e.
Kertasf. Bolpen warna-warnig. Olih. Air
3.2 Langkah-langkah PraktikumAdapun langkah-langkah dalam melakukan praktikum
ini adalah sebagai berikut:a. Alat dan bahan praktikum disiapkan terlebih dahulu dan
disusun seperti gambar di bawah ini
Gambar 3.1 Penyusunan rangkaian pegas
b. Video record pada Handphone displayc. Pegas pada sistem disimpangkan sejauh 5 cmd. Beban dilepaskan secara perlahan dan ditunggu hinggagetaran pada beban mulai melemah dan steady
e. Langkah di atas diulangi sebanyak 3 kali
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
17/24
11
f. Langkah a sampai e diulangi dengan mengganti isi wadah plastik dengan oli dan air
g. Hasil data percobaan dianalisis untuk menentukankonstanta pegas dan rasio teredam
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
18/24
12
BAB IVANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis DataDari percobaan yang dilakukan didapatkan data sebagai
berikut :Massa beban = 480 gramPanjang pegas 1 = 11,5 cmPercobaan ini dilakukan di tiga medium yakni udara,air dan oli.Dengan menyimpangkan pegas sejauh 5 cm didapatkan amplitudo
pertama sebesar 5 cm. Selanjutnya diamati amplitudo kedua dandidapatkan data sebagai berikut :
Tabel 4.1 Amplitudo Pertama dan Kedua Jenis
damper Percobaan
ke Amplitudo 1
(cm) Amplitudo 2
(cm) Udara 1 4.1 2.1
2 4 23 3.8 2
Air 1 3.2 1.92 2.8 1.83 3 1.8
Oli 1 3.7 1.62 3.5 1.73 3.8 1.5
Dari data-data amplitudo pertama dan kedua seperti yangditunjukkan dalam tabel diatas, maka dapat dihitung peluruhanlogaritmik dengan menggunakan persamaan ke-5. Sehinggadapat diperoleh data peluruhan logaritmik seperti pada tabel di
bawah ini :
Persamaan peluruhan logaritmik ( )
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
19/24
13
Tabel 4.2 Peluruhan LogaritmikJenis
damper
Percobaan
ke
Peluruhan
Logaritmik
Rata-rata
Udara 1 0.669050.668022 0.69315
3 0.64185Air 1 0.52130
0.491322 0.441833 0.51083
Oli 1 0.83833
0.832 0.722133 0.92954
Setelah didapatkan data peluruhan logaritmik, kemudian dicarirasio redaman menggunakan persamaan ke-4, hasil dari
perhitungan rasio redaman adalah sebagai berikut:
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Rasio Redaman
Jenis Peredam Rasio Redaman Udara 0.10572
Air 0.07796Oli 0.13096
Rumus konstanta redaman
2
Atau
.2 Dengan k = 188,16 / dan massa beban = 0.48 kg.
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
20/24
14
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Konstanta Redaman
Jenis Peredam Konstanta Redaman Udara 2.00942
Air 1.48179Oli 2.48916
4.2 PembahasanDari data-data yang dipeloreh setelah dilakukan perhitungan rasio
redaman ( ), maka di peroleh nilairasio redaman dari ketiga system pegas dengan rasio redaman yang berbeda-beda yaitu udara, air danoli masing-masing sebesar, 0.10572, 0.07796 dan 0.13096. darinilai reasi redaman tersebut maka ketiga system pegas tersebutdapat digolongkan sebagai jenis getaran underdamped, karenamemiliki nilai rasio redaman yang kurang dari 1 (
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
21/24
15
viskosnya karena sudah berkali kali digunakan sehingga terjadi perbedaan. Selain itu juga kondisi ruang praktikum yang tidak
tepat 20 derajat celcius pada saat dilakukan percobaan, sehingganilai viskositas dari fluida yang digunakan tidak sama dengan nilaiviskositas yang didapatkan.
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
22/24
16
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KesimpulanKesimpulan yang didapat dari hasil Praktikum ini, antara lain :
a. Jenis getaran teredam ada 3 yaitu getaran kurang teredam,getaran teredam kritis, getaran teredam paksa. Ketiga jenisgetaran tersebut perbedaanya terletak pada rasio redamanya.
b. Semakin besar nilai viskositas suatu fluida maka nilai rasioredamanya juga semakin besar ( berbanding lurus )
5.2 SaranSaran yang dapat diberikan untuk Praktikum selanjutnya, antara
lain :Sebaiknya di sediakan pegas ( yang di sini berperan sebagaiinstrument) yang baru agar data yang diperoleh semakin valid.
7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
23/24
17
DAFTAR PUSTAKA
http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/301-getaran-harmonik-sederhana Anonim. 2014. Modul Praktikum Getaran P2, Getaran Teredam .
Surabaya.
Osilasi Teredam pada Cassy- E 524000. Indonesian Journal of Applied
http://wongcilikjr.blogspot.co.id/2012/03/daftar-koefisien-viskositas.htm
http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/301-getaran-harmonik-sederhanahttp://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/301-getaran-harmonik-sederhanahttp://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/301-getaran-harmonik-sederhanahttp://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/301-getaran-harmonik-sederhanahttp://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/301-getaran-harmonik-sederhana7/24/2019 Laporan P1 Dicky 2413100118
24/24
18