Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
DOI: doi.org/10.21009/SPEKTRA.022.03
PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI PADA PERCOBAAN GERAK JATUH BEBAS DENGAN MEMANFAATKAN RANGKAIAN RELAI
Haris Rosdianto 1, a)
1 Ganti STKIP Singkawang, Jl. STKIP, Kel. Naram Kec. Singkawang Utara, Singkawang 79251, Kalimantan Barat
Email: a) harisrosdianto@yahoo.com

## Abstrak
Penentuan  percepatan  gravitasi  melalui  percobaan  gerak  jatuh  bebas  dengan  memanfaatkan  rangkaian relai  telah  dilakukan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat  rancangan  percobaan  gerak  jatuh  bebas dengan memanfaatkan rangkaian relai, dan menentukan nilai percepatan gravitasi dengan menggunakan rancangan  percobaan  tersebut.  Metode  pengukuran  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  dengan mengukur  waktu  jatuh  bebas  benda  menggunakan stopwatch yang  bisa  bekerja  secara  otomatis.  Hasil dari  penelitian  ini  adalah  rancangan  percobaan  dapat  digunakan  untuk  mendapatkan  data  waktu  jatuh bebas benda secara otomatis. Nilai percepatan gravitasi untuk ketinggian 10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm dan 50 cm masing-masing sebesar 9,80952381 m/s 2 , 9,814058957 m/s 2 , 9,845 m/s 2 , 9,858283385 m/s 2 , dan  9,829645226  m/s 2 .  Sehingga  diperoleh  nilai  percepatan  rata-rata  dari  lima  variasi  ketinggian tersebut sebesar 9,831302275 m/s 2 .
Kata-kata kunci : Gerak jatuh bebas, percepatan gravitasi, rangkaian relai.

## Abstract
The  determination  of  the  gravity  acceleration  through  free  fall  experiment  using  the  relay  circuit  has been done. This  study  aims  to  make  free-fall experiment design using relay circuit,  and determine the value  of  gravity  acceleration  by  using  this  experiment  design.  The  measurement  method  used  in  this study is to measure the free fall time of the object using a stopwatch that can work automatically. The result of this research is this experiment design can be used to get the free fall time data automatically. The  values  of  gravity  acceleration  to  10  cm,  20  cm,  30  cm,  40  cm  and  50  cm  respectively,  are 9.80952381 m/s 2 , 9.814058957 m/s 2 , 9.845 m/s 2 , 9.858283385 m/s 2 , and 9.829645226 m/s 2 . So that the average acceleration value of the five variations of height is 9.831302275 m/s 2 .
Keywords : Free fall motion, gravity acceleration, relay circuit.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## PENDAHULUAN
Relai  adalah  saklar  (s witch )  yang  dioperasikan  secara  listrik  dan  merupakan  komponen electromechanical (elektromekanik) yang terdiri dari 2 bagian utama, yaitu elektromagnet ( coil ) dan mekanik  (seperangkat  kontak  saklar/ switch ).  Relai  menggunakan  prinsip  elektromagnetik  untuk menggerakkan  kontak  saklar  sehingga  dengan  arus  listrik  yang  kecil  ( low  power )  dapat menghantarkan  listrik  yang  bertegangan  lebih  tinggi.  Sebagai  contoh,  dengan  relai  yang menggunakan  elektromagnet  5V  dan  50  mA  mampu  menggerakan armature  relay (yang  berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Tujuan pembuatan rancangan percobaan gerak jatuh bebas dengan memanfaatkan rangkaian relai adalah  untuk  mempermudah  pengambilan  data  berupa  waktu  jatuh  bebas  dengan  menggunakan stopwatch yang bisa bekerja secara otomatis, dan data tersebut kemudian diolah untuk mendapatkan nilai  percepatan.  Percepatan  yang  dialami  benda  jatuh  bebas  disebut  percepatan  yang  disebabkan oleh gravitasi dan diberi simbol g . Di dekat permukaan bumi, besarnya kira-kira 32 kaki/s 2 atau 9,8 m/s 2 atau 980 cm/s 2 , dan berarah ke bawah menuju pusat bumi. Jarak  yang  ditempuh  oleh  benda  untuk  mencapai  permukaan  tanah  selama  selang  waktu t detik dengan mendapat pengaruh percepatan gravitasi sebesar g dapat dinyatakan sebagai berikut:
2 0 2 1 gt t v y   (1)
di mana y adalah panjang lintasan, v 0 adalah kecepatan awal saat jatuh, g adalah percepatan gravitasi dan  t  adalah  waktu  yang  dibutuhkan  oleh  benda  untuk  sampai  ke  tanah.  Pada  konsep  gerak  jatuh bebas nilai v 0 adalah 0, sehingga persamaannya menjadi:
2 2 1 gt y  (2)
2 2 t y g  (3)
Kebanyakan  dalam  percobaan  gerak  jatuh  bebas  yang  bertujuan  untuk  menentukan  nilai percepatan  gravitasi,  pengambilan  data  berupa  waktu  jatuh  benda  masih  menggunakan stopwatch secara manual. Karena masih manual, maka tingkat kesalahan dalam pengambilan data masih cukup besar.  Untuk  itu  perlu  dipikirkan  cara  alternatif  agar  tingkat  kesalahan  dalam  pengambilan  data praktikum dapat diminimalisir.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  berbentuk  eksperimen  dengan  menggunakan  sumber  tegangan  DC  tetap  sebesar  12 volt.  Kumparan  digunakan  sebagai  pembangkit  medan  magnet,  batang  besi  dililit  oleh  kumparan untuk  menghasilkan  sebuah  magnet  yang  akan  menahan  baut  besi.  Sebuah  saklar  berfungsi  untuk mengaktifkan rangkaian relai sehingga arus listrik yang mengaliri kumparan akan terputus sehingga batang besi tidak lagi bersifat magnet dan baut besi akan terlepas. Saat batang besi tidak lagi bersifat magnet,  rangkaian  relai  juga  akan  berfungsi  sebagai  saklar  otomatis  untuk  membuat stopwatch memulai  perhitungan  waktu.  Ketika  baut  besi  menyentuh  lantai  yang  dimodifikasi  sebagai  saklar, penghitungan waktu oleh stopwatch akan berhenti.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## GAMBAR 1. Diagram alir penelitian
Metode yang digunakan pada penentuan percepatan gravitasi yaitu dengan menggunakan konsep gerak  jatuh  bebas.  Untuk  tiap  variasi  ketinggian  benda,  dicari  nilai  percepatan  gravitasinya  dengan menggunakan  persamaan  (3),  setelah  itu  dirata-ratakan  untuk  memperoleh  nilai  akhir  percepatan gravitasi.
Dalam penentuan nilai percepatan gravitasi pada penelitian ini, pengumpulan data diambil dengan menggunakan stopwatch yang  dioperasikan  secara  otomatis  dengan  memanfaatkan  rangkaian  relai dan diolah dengan menggunakan persamaan gerak jatuh bebas. Setelah alat terangkai dan dijalankan sesuai  prosedur  penelitian,  data  langsung  terlihat  pada stopwatch .  Selanjutnya  data  diolah  dengan menggunakan Microsoft Exel sehingga diperoleh nilai percepatan gravitasi yang ingin didapatkan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari percobaan  yang  dilakukan,  diperoleh  data  berupa  waktu  jatuh  bebas  benda  dengan  variasi ketinggian  dari  10  cm,  20  cm,  30  cm,  40  cm  dan  50  cm.  Selengkapnya  dapat  dilihat  pada  tabel  1 berikut.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
TABEL 1. Data waktu jatuh benda percobaan gerak jatuh bebas
Pengambilan data ke- Waktu jatuh T (detik) dengan ketinggian 10cm  20cm  30cm  40cm  50cm 1 0,14 0,20 0,25 0,28 0,32 2 0,14 0,21 0,24 0,28 0,32 3 0,14 0,20 0,25 0,29 0,31 4 0,15 0,20 0,24 0,29 0,32 5 0,14 0,20 0,25 0,28 0,32 6 0,15 0,20 0,25 0,28 0,32 7 0,14 0,21 0,24 0,29 0,32 8 0,14 0,20 0,25 0,28 0,32 9 0,14 0,20 0,25 0,29 0,32 10 0,15 0,20 0,25 0,29 0,32
Dalam penentuan nilai percepatan gravitasi pada penelitian ini, pengumpulan data diambil dengan menggunakan  stopwatch  yang  dioperasikan  secara  otomatis  dengan  memanfaatkan  rangkaian  relai dan diolah dengan menggunakan persamaan gerak jatuh bebas. Setelah alat terangkai dan dijalankan sesuai  prosedur  penelitian,  data  langsung  terlihat  pada  stopwatch.  Selanjutnya  data  diolah  dengan menggunakan  Microsoft  Exel  sehingga  diperoleh  nilai  percepatan  gravitasi  yang  ingin  didapatkan yaitu 9,80952381 m/s 2 dengan ketinggian 10 cm, 9,814058957 m/s 2 dengan ketinggian 20 cm, 9,845 m/s 2 dengan  ketinggian  30  cm,  9,858283385  m/s 2 dengan  ketinggian  40  cm,  9,829645226  m/s 2 dengan ketinggian 50 cm.
Dari nilai percepatan gravitasi dengan lima variasi ketinggian  di atas, diperoleh nilai percepatan gravitasi  rata-rata  sebesar  =  9,831302275  m/s 2 .  Nilai  dari  hasil  perhitungan  ini  mendekati  nilai percepatan gravitasi secara teoritis, sehingga rancangan alat praktikum bekerja dengan baik dan dapat untuk digunakan dalam pelaksanaan praktikum gerak jatuh bebas.

## SIMPULAN
1. Dari hasil penelitian penentuan percepatan gravitasi pada percobaan gerak jatuh bebas, dapat diketahui bahwa  alat  dapat  bekerja  dengan  baik.  Hal  tersebut  ditunjukkan  dengan  alat  yang  dapat  digunakan untuk  mendapatkan  data  yang  kemudian  diolah  untuk  memperoleh  nilai  percepatan  gravitasi  yang mendekati nilai teoritis.
2. Nilai  percepatan  gravitasi  rata-rata  masing-masing  untuk  ketinggian  10  cm  adalah  9,80952381  m/s2, ketinggian  20  cm  adalah  9,814058957  m/s2,  ketinggian  30  cm  adalah  9,845  m/s2,  ketinggian  40  cm adalah  9,858283385  m/s2,  ketinggian  50  cm  adalah  9,829645226  m/s2.  Sehingga  diperoleh  nilai percepatan rata-rata dari lima variasi ketinggian tersebut sebesar 9,831302275 m/s2.

## REFERENSI
[1] Ekasari,  D.,  Suyatna,  A.,  Sesunan,  F.,  2013,  “Pengembangan  Alat  Gerak  Jatuh  Bebas Sebagai Media Pembelajaran Konsep Gerak Jatuh Bebas”. Jurnal Pembelajaran Fisika , Vol. 1 No. 4, 2013.
[2] Ristanto,  S.,  2012,  “Eksperimen  Gerak  Jatuh  Bebas  Berbasis  Perekaman  Video  di  MA Wahid  Hasyim”. Jurnal  Penelitian  Pembelajaran  Fisika .  ISSN:  2086-2407,  Vol.  3  No.  1, April 2012.
[3] Bevington,  P.R.  and  Robinson,  D.K.,  2003, Data  Reduction  and  Error  Analysis  for  the Physical Sciences , Third Edition, New York: McGraw-Hill Higher Education.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
[4] Boylestad, R. and Nashelsky, L., 2002, Electronic Devices and Circuit Theory , 7th Edition, New Jersey: Prentice Hall.
[5] Haliday,  D.  dan  Resnick,  R.,  1985, Fisika ,  Jilid  1,  Terjemahan  Edisi  Ketiga,  Jakarta: Erlangga.
[6] Neamen,  D.  A.,  2003, Semiconductor  Physics  and  Devices:  Basic  Principles ,  New  York: McGraw-Hill.
[7] Ramdhani, M., 2008, Rangkaian Listrik , Jakarta: Erlangga.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA