e -ISSN 2550-0325

## DETERMINING THE DAMPING FACTOR OF THE RULER IN WATER USING LOGGER PRO
Berkatdo Pasca Bali Silaban 1 , Albertus Hariwangsa Panuluh 2 , Bajongga Silaban 3
1 Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, berkatdosilaban@gmail.com 2 Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, panuluh@usd.ac.id 3 Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas HKBP Nommensen, bajongga.silaban@yahoo.com
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai koefisien redaman dalam air untuk penggaris dengan menggunakan tiga jenis bahan dan dua arah osilasi yang berbeda. Masalah penelitian adalah bagaimana koefisien redaman beberapa jenis zat padat apabila berosilasi di dalam air. Jenis zat padat yang diosilasikan yaitu penggaris yang bahannya terbuat dari aluminium,besi, dan stainless steel dengan panjang dan lebaryang bervariasi. Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen dengan sampel air pada suhu 20 0 C dengan nilai viskositas sebesar 1,00 mPa.s terdapat pada kran laboratorium fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Alat pengumpul data yang digunakan adalah Video Logger Pro, yang dianggap telah akurat dalam mencacah redaman untuk setiap kali melakukan pengamatan pada masing-masing jenis zat padat. Berdasarkan hasil penelitian dengan mengayunkan penggaris pada mode osilasi yang berbeda pada sudut deklinasi < 10 0, dengan variasi panjang dipotong 9,5 cm, kemudian masing-masing dipotong kembali dua kali dengan panjang 2 cm berikutnya, menciptakan tiga variasi panjang. Potong variasi lebar dari lebar awal 2,6 cm, kemudian potong lebar berikutnya 0,3 cm dua kali sehingga ada tiga variasi lebar. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan bahwa semakin kecil momen inersia maka semakin kecil nilai koefisien redamannya.
Kata kunci: faktor redaman, air pada suhu 20 0 C, bandul fisis, Video Logger Pro, momen inersia
Abstract
This study aims to determine the value of the damping coefficient in water for a ruler using three types of materials and two different oscillation directions. The research problem is how the damping coefficient of several types of solids oscillates in water. The type of oscillating solid is a ruler whose materials are made of aluminum, iron, and stainless steel with varying lengths and widths . The research method used is an experiment with a water sample at a temperature of 20 0 C with a viscosity value of 1,00 mPa.s found in the faucet of the physics laboratory of the University of Sanata Dharma Yogyakarta. The data collection tool used is Video Logger Pro, which is considered to be accurate in measuring attenuation for each time it makes observations on each type of solid. Based on the results of the study by swinging the ruler in different oscillation modes at a declination angle of < 10 0 , with variations in length being cut 9,5 cm, then each of them was cut back twice with the next 2 cm in length, creating three variations in length. Cut the width variation from the initial 2,6cm wide, then cut the next 0,3cm width twice so there are three width variations. Based on the results of the study, it was found that the smaller the moment of inertia, the smaller the value of the damping coefficient.
Keywords: damping factor, water at 20 0 C, physical pendulum, video Logger Pro, moment of inertia.

## Pendahuluan
Menurut Undang-undang No. 20 tahun 2003 Bab Pasal  3  (dalam  Sanjaya,  2017)  menyebutkan bahwa “Pendidikan nasional berfungsi mengembangkan  kemampuan  dan  membentuk watak  serta  peradaban  bangsa  yang  bermartabat dalam  rangka  mencerdaskan  kehidupan  bangsa, bertujuan  untuk  berkembangnya  potensi  peserta didik  agar  menjadi  manusia  yang  beriman  dan bertakwa  kepada  Tuhan  Yang  Maha  Esa,
berakhlak  mulia,  sehat,  berilmu,  cakap,  kreatif, mandiri,  dan  menjadi  warga  negara  yang demokratis  serta  bertanggung  jawab”.    Untuk mewujudkan tujuan tersebut tentu diperlukan daya dan  upaya  pembenahan  sarana  dan  prasarana  di laboratorium fisika khususnya di sekolah menengah.    Berbagai  alat  yang  dapat  digunakan untuk  membuktikan  peristiwa  osilasi  di  dalam pelajaran  fisika,  seperti  ayunan  bandul  sederhana dengan  menggunakan  seutas  tali  pada  salah  satu
e -ISSN 2550-0325
ujungnya dan diberi beban berupa bandul, namun seiring  dengan  perkembangan  teknologi  muncul alat-alat  yang  lebih  canggih  untuk  mengamati gerakan osilasi, bahkan redaman yang dialami oleh suatu  benda  ketika  dimasukkan  ke  dalam    suatu wadah  yang  berisi  air  dapat  diamati  dengan menggunakan    Logger  Pro. Hasil  penelitian  yang dilaksanakan (Subhan,
2019)
bahwa “memanfaatkan  media  pembelajaran  Logger  Pro pada  materi  Osilasi  Sederhana,  dapat  mengubah gambaran  mata  pelajaran  fisika  yang  dianggap kurang  menarik  menjadi  lebih  menarik,  dan  juga mampu  meningkatkan  pemahaman  konsep  fisika di  SMA”.  Permasalahan  dalam  penelitian  ini adalah 1) Bagaimana koefisien redaman beberapa jenis zat padat apabila berosilasi di dalam air, dan 2)  Apakah    Logger  Pro  sudah  sesuai  digunakan untuk  peserta  didik  di  sekolah  menengah? Sedangkan tujuan penelitian adalah ingin mengetahui  besarnya  nilai  koefisien  redaman beberapa jenis zat padat apabila berosilasi di dalam air.    Dengan  terjawabnya  permasalahan  ini  tentu akan dapat bermanfaat untuk membantu para guru dan peserta didik dalam proses pembelajaran yang dapat diterapkan pada kehidupan sehari-hari.
Gerak    bandul  adalah    osilasi    sederhana    yang terjadi  hanya  jika  amplitudonya  kecil.  Sebuah bandul  sederhana  terdiri  dari  seutas  tali  dengan panjang L dan  berat  bermassa m (Tipler,  1998). Gaya  yang  bekerja  pada  beban  adalah  beratnya mg dan  tegangan  tali T .  Ketika  tali  berada  pada sudut        vertikal,    berat    memiliki    komponen 𝑚𝑔 cos 𝜃 sepanjang   tali, 𝑚𝑔 sin 𝜃 𝑖𝑖 tegak   lurus tali  dalam  arah  menurun,  dan s adalah  panjang busur  yang  diukur  dari  bawah.  Sebuah  lingkaran dibuat    yang    melewati    gerakan    berosilasi.    Ini adalah    redaman    yang    disebabkan    oleh    gaya kental,    ke    atas,    dan    gesekan    yang    dapat mempengaruhi  bandul.  Jika  tidak  ada  redaman, bandul    akan    terus    bergerak    atau    tidak    akan berhenti.    Penelitian    ini    mengkaji    tentang pelemahan  yang  terjadi  ketika  ditempatkan  pada zat  cair  berupa  air  (H 2 O).
Bandul  fisis  melibatkan  variabel  panjang  tali bandul  ( l ),  massa  bandul  ( m ),  sudut  ayunan  ( θ ) dan    kuadrat        perioda    ayunan    ( T 2 )    (Sutarno, 2017).  Semua  benda  tegar  yang  digantungkan sehingga  sumbu  yang  melalui  benda  tersebut, dinamakan  bandul  fisis.  Bandul  fisis  merupakan perluasan  dari  bandul  sederhana,  yang  hanya
terdiri  dari  tali  tak  bermassa  yang digantungi sebuah  partikel  tunggal  (Khanafiyah,  2009). Selanjutnya  (Budi,  2015) mengatakan  bahwa “faktor  penyebab  ketidaksesuaian  antara  hasil percobaan gerak osilasi sederhana dengan simulasi osilasi fisik bandul  dan osilasi pegas-massa yaitu gesekan bandul menunjukkan bahwa pengaruhnya gesekan besar di udara sekitar, terutama pada sudut di  atas  10° ” . Salah  satu  objek  yang  digunakan penelitian  elaksanaan  Ketika  kita  mengucapkan kata  fluida,  kita  langsung  memikirkan  cairan. Menurut  (Ishaq,  2007),  suatu  cairan  atau liquid yang terdiri dari air, minyak, minyak, dll memiliki kekentalan  ( viscosity ).  Fluida  dapat  beradaptasi dengan  wadah  yang  ditempatinya.  Fluida  yang diam  memiliki  gaya  dari  berat  cairan  yang disebabkan oleh tekanan fluida yang bekerja tegak lurus  terhadap  permukaan  yang  bersentuhan. Penelitian yang menjadi acuan bagi penulis tentang fluida yaitu tentang “Penggunaan Aplikasi Logger Pro  untuk  Menentukan  Nilai  Viskositas  Air” (Rada,  2021).  Beberapa  studi  tentang  viskositas juga  bermanfaat  sebagai  referensi.  Artinya, (Oktova,  2013)  menggunakan  bandul  untuk menentukan  koefisien  viskositas  udara,  dan (Leme,  2017)  menggunakan  bandul  untuk menentukan koefisien viskositas etanol. Penentuan viskositas  fluida  oleh  (Shamim,  2010).  Karena gerak getar bandul fisis yang bergerak di dalam air, pendulum  fisis  berayun  lebih  cepat  daripada  di udara  dari  simpangan  awal  dan  berhenti  di  titik setimbang.  Osilasi  teredam  dapat  dibagi  menjadi tiga  jenis:  osilasi overdamped ,  osilasi  teredam kritis, dan osilasi underdamped (Fowles, 2005). Sistem  mekanis  dapat  bergerak  secara  teratur karena  efek  gaya  pemulih  pada  sistem    (Serway, 2014).  Gaya  pemulih  yang  bekerja    sebanding dengan  posisi  massa  sistem  relatif  terhadap  titik kesetimbangan  dan  selalu  diarahkan  ke  titik kesetimbangan.  Gerakan  ini  disebut  gerakan osilasi  osilasi  sederhana  (Budi,  2015).  Pada penelitian  sebelumnya  tentang  Penentuan  Faktor Redaman  dan  Faktor  Periode  Pada  Osilasi  Balok Kayu  Menggunakan  Analisis  Video  Logger  Pro” (Manggala, 2020) yang dilakukan di udara, posisi sumbu  rotasi  di  salah  satu  ujung  kayu  dan  gerak osilasi  adalah  satu  Karena  searah,  saya  ingin mencari  tahu  apa  yang  terjadi  pada  harmonik  di mana  posisi sumbu  rotasi berbeda, atau  apa  yang dilakukan  untuk  menghasilkan  osilasi  dua  arah yang mungkin mempengaruhi atau tidak
e -ISSN 2550-0325
mempengaruhi  nilai  koefisien  redaman.  Bahan yang digunakan adalah penggaris aluminium, besi dan stainless steel. Berdasarkan uraian-uraian tersebut ingin melaksanakan  dan  melanjutkan  penelitian  pada jenis fluida yang berbeda yaitu dengan menggunakan air sebagai peredam dengan judul “ Menentukan Faktor Redaman Penggaris dalam Air Menggunakan Logger Pro”.

## Metode
Desain  penelitian  yang  digunakan  adalah  metode eksperimen, dengan menggunakan aplikasi Logger  Pro sebagai pencacah  gerakan osilasi. Bahan yang akan diosilasikan ke dalam air  adalah penggaris,  yang  terbuat  dari  bahan  aluminium, besi,  dan  Stainless.  Sedangkan  sampel  penelitian adalah air dengan viskositas (η) sebesar 1,0 mPa.s pada  suhu  20 ° C  yang  mengalir  di  laboratorium fisika USD. Rakitan peralatan seperti terlihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Hasil  rekaman  harmonik  bandul    dianalisis menggunakan aplikasi Logger Pro . Saat redamannya  kuat,  gerakannya  tidak  menyerupai osilasi  sederhana  (Giancoli,  2014).  Pengambilan data  ini  dilakukan  dengan  cara  merekam  osilasi fisik  bandul/penggaris  yang  ditempatkan  pada gelas ukur yang berisi air. Perubahan panjang dan lebar  akibat  osilasi  sumbu-x  dan  sumbu-z dilakukan  sebanyak  tiga  kali  dengan  tiga  kali perubahan  panjang  dan  massa.  Osilasi  pada  arah sumbu-x adalah gerak osilasi pada salah satu ujung tepi  penggaris  yang  sumbu  putarnya  bergerak searah  sumbu-x  dan  osilasi  pada  arah  sumbu-z yaitu  gerak  osilasi  dan  sumbu  rotasi  adalah penggaris  yang  bergerak  di  salah  satu  ujung pusatnya  ke  arah  sumbu-z  dapat  dilihat  seperti pada Gambar 1 dan perakitan alat seperti Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 1. Osilasi Menuju Sumbu-X (Kiri), Osilasi Menuju Sumbu-Z (Kanan).
Gambar  2.  Perakitan    Alat    dan    Bahan    Pada Osilasi  Menuju  Sumbu-X.
Gambar 3. Perakitan  Alat  dan  Bahan  Pada  Osilasi Menuju  Sumbu-Z.

## Deskripsi Logger Pro
Logger  Pro  merupakan  suatu  program  ( software ) yang  difungsikan  untuk  menganalisis  suatu fenomena  fisik  baik  berupa  proses  mekanik,
e -ISSN 2550-0325
energi,  radiasi,  dan  fenomena  lainnya.  Perangkat ini berfungsi sebagai alat ( tools ) untuk memvisualisasikan  fenomena  fisis  berdasarkan kumpulan  informasi  yang  berbentuk  data,  grafik, gambar, video, yang kemudian dianalisis sehingga dapat diketahui hubungan variabel, pola, kecenderungan, dan lain sebagainya. Pengamatan  dengan  menggunakan Logger  Pro didasarkan  pada  ketepatan  sebagai  bagian  secara mendasar  untuk menghasilkan  suatu ilmu pengetahuan.  Penggunaan Logger  Pro dalam menentukan  besarnya  nilai  koefisien  redaman cukup akurat  dan dapat  digunakan sebagai  media pembelajaran dalam fisika, dan Icon visualisasinya seperti tertera pada Gambar 4
Gambar 4. Icon dan visualisasi window utama  Logger Pro.
Visualisasi  jendela  ( window )  Logger  Pro  3.8.6 ketika  menganalisis  suatu  fenomena  berbasis video, tracking , dan analisis data ditunjukkan oleh Gambar 5, Gambar 6., dan Gambar 7.
Gambar 5. Window Logger Pro pada analisis VBL.
Gambar 6. Fungsi Tool Bar Logger Pro dengan Analisis Video.
Gambar 7. Fungsi fitting kurva yang digunakan dalam Logger Pro.
Logger  Pro  juga  dapat  diaplikasikan  pada  sistem MBL ( Microcomputer Based Laboratory ), Simulation  Based  Laboratory (SBL),  dan Video Based Laboratory (VBL). Tracking video yang 14 biasanya  dapat  berguna  untuk  menghitung kecepatan  benda  yang  bergerak,  juga tracking gambar/foto  untuk  memperoleh  data  numerik penyusun suatu dimensi gambar tersebut (misalnya memperoleh  data  penyusun  suatu  gambar  grafik atau pola).
Nilai  koefisien  redaman  dapat  dicari  dari  nilai  B persamaan  harmonik  redaman  yang  dianalisis dengan Video Logger Pro untuk damped harmonic menggunakan Persamaan 1.
A*exp(-B*t)*sin(Ct+D)+E            (1)
Karena  didasarkan  pada  persamaan  harmoni redaman  menggunakan  persamaan Euler  Identity dari damped harmonic.
𝑋(𝑡) = 𝑒 −𝛾𝑡 (𝐴𝑠𝑖𝑛(𝜔 𝑑 𝑡 + 𝜙 0 ) 2)
Oleh karena itu, nilai  γ = B.
e -ISSN 2550-0325

## Hasil dan Pembahasan
Perwakilan hasil yang diperoleh melalui eksperimen fitting data  pertama  besi  dengan panjang  dan    lebar  yang  bervariasi  menggunakan dua    arah  osilasi  ditunjukkan  pada  Gambar  8, Gambar 9, Gambar 10, dan Gambar 11.
Gambar 8. Plot Hasil Fit Data Besi Pertama Terhadap
Perubahan
Panjang
Osilasi SepanjangSumbu-X.
Pada  gambar  8  menjelaskan  bahwa  data  yang dipilih adalah mulai dari detik ke 20 sampai detik ke  24,  karena  data  pada  interval  waktu  ini  cukup akurat  sehingga  dapat  digunakan  untuk  mewakili data  penelitian,  walaupun  pada  detik  ke  20-an mulai tidak fit dengan hasil yang sebenarnya (garis hitam) demikian halnya pada detik yang ke 22 dan 24,  bahkan  detik  ke  24  dan  selanjutnya  terdapat tiga data yang sama saat diplot.

## Gambar 9. Plot Hasil Fit Data Besi Pertama Terhadap Perubahan  Panjang  Osilasi  Sepanjang Sumbu-Z.
Data pada Gambar 9 tidak semuanya dipilih hanya dari  detik ke 14 sampai  detik  ke  16  saja,   karena apabila  semua  diplot  nilainya  akan  tidak  sesuai dengan sebenarnya, dan di sini tidak ada plot data yang bersamaan seperti gambar 8. Pada Gambar 9 dapat  memperlihatkan  hasil  fit  yang  baik,  jika
dibandingkan  dengan    pada  detik  ke  15  dan  17 karena agak jauh dari garis hitam.
Gambar 10.  Plot  Hasil Fit Data Besi  Kedua Terhadap Perubahan  Panjang  Osilasi  Sepanjang Sumbu-X.
Pada gambar 10, data yang digunakan hanya mulai detik ke 29 sampai detik ke 32 dikarenakan mirip dengan  Gambar  9  karena  jika  seluruhnya  dipilih akan  menyebabkan  hasil  yang  tidak  sesuai. Demikian juga dengan hasil plot datanya tidak ada yang  sama.  Pada  detik  ke  30  hingga  31  datanya fitnya menjauhi garis hitam fittingnya.
Gambar 11.  Plot  Hasil Fit Data Besi  Kedua Terhadap Perubahan  Panjang  Osilasi  Sepanjang Sumbu-Z.
Pada gambar 11, data yang dipilih mulai dari detik ke  34  sampai  detik  ke  37.  Hasil  fit  mulai  dari simpangan dua sampai enam tidak mengenai garis hitam  fittingnya  dan  banyak  data  plot  yang  sama serta  pendistribusian  plot  data  tidak  banyak  fit yang cocok dan hal ini berbeda dengan Gambar 8 dan Gambar 9.
Berdasarkan  uraian  ke  empat  Gambar  tersebut disimpulkan  bahwa  plot  hasil  penelitian  hampir mendekati persamaan Euler  Identity dari damped harmonic.      Selain  itu  juga  ditunjukkan adanya variabel  dalam  grafik.  γ  =  B,  sehingga  nilai faktor  redaman  diberikan  oleh  variabel  B.  Tabel
e -ISSN 2550-0325
1    dan    Tabel    2    dapat    diperoleh    dengan    cara yang  sama.
Tabel  1.  Hasil  analisis  koefisien  redaman  bandul fisis  dalam air untuk aluminium, besi dan stainless steel dengan panjang yang berbeda
Bah an Lebar (cm) Tebal (cm) Panjang (cm) Faktor Redaman (s -1 ) Osilasi
Ke
Arah Sumbu-
x
Osilasi
Ke Arah
Sumbu -z
Alum
inium 2,54 0,087
9,54
± 0,01 0,63 ± 0,01 0,81 ± 0,02 7,517 ± 0,003 0,56 ± 0,01 0,88
± 0,01 5,513
± 0,003 0,51
± 0,01 2,46
± 0,01
Besi 2,613 0,067
9,55
± 0,01 0,86 ± 0,01 0,62 ± 0,02
7,547 ± 0,003 0,819 ± 0,002 0,71
± 0,01 5,55
± 0,01 0,75 ± 0,01 0,98
± 0,01
Stainl ess
2,553 0,073 9,56 ± 0,01 0,96 ± 0,02 0,51 ± 0,01 7,56 ± 0,01 0,819 ± 0,002 0,64 ± 0,02 5,56 ± 0,01 0,75 ± 0,01 0,74 ± 0,01
Tabel  2.  Hasil  analisis  koefisien  redaman  bandul fisis  dalam air untuk aluminium, besi dan stainless steel dengan lebar yang berbeda
Bahan Pan- jang (cm) Tebal (cm) Lebar (cm) Koefisien Redaman (s -1 ) Osilasi Arah Sumbu- x Osilasi Arah Sumbu -z Alumi nium 7,517 0,087
2,54
± 0,01 0,56 ± 0,01 0,88 ± 0,01 2,337 ± 0,003 0,58 ± 0,01 0,98 ± 0,01
2,013
± 0,003 0,614
± 0,001 1,08
± 0,04
Besi 7,657 0,067
2,613 ± 0,003 0,84 ± 0,01 0,71
± 0,01 2,353 ± 0,003 0,85 ± 0,01 0,739 ± 0,004
2,03
± 0,01 0,97
± 0,01 1,25 ± 0,04 Stainle ss 7,56 0,073 2,553 ± 0,003 0,829 ± 0,004 0,64 ± 0,02 2,38 ± 0,01 0,85 ± 0,02 0,82 ± 0,02
2,08
± 0,01 0,96
± 0,02 0,83
± 0,02
Momen inersia dan error getar pada arah sumbu-x dengan  panjang  data  awal  11,34  cm  diperoleh berdasarkan Persamaan 3 dan 4.
𝐼 1 = 1 3 𝑀𝑏 2 (3)
Δ𝐼 1 = √ ( 1 3 𝑏Δ𝑚) 2 + ( 2 3 𝑚 𝑏 ΔL) 2 (4)
Nilai  momen  inersia  osilasi  pada  arah  sumbu-z. Berdasarkan persamaan 5 dan Gambar 6:
𝐼 2 = 1 12 𝑀(𝑎 2 + 4𝑏 2 ) (5)
e -ISSN 2550-0325
Δ𝐼 2 =
√ (( 𝜕𝐼 2 𝜕𝑚 ) Δ𝑚) 2 + ( ( 𝜕𝐼 2𝑎 𝜕𝑎 ) Δa + ( 𝜕𝐼 2𝑏 𝜕𝑏 ) Δb ) 2 (6)
Dengan  menggunakan  metode  yang  sama,  nilai momen inersia untuk perubahan panjang dan  lebar ditunjukkan pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 3. Hasil momen inersia pada osilasi sumbu x ( 𝐼 1 ) dan osilasi sumbu z ( 𝐼 2 ) untuk panjang yang berbeda
Bahan Lebar (cm) Tebal (cm) 𝐼 1 (g cm 2 ) 𝐼 2 (g cm 2 ) Alumi-
nium 2,54 0,087 339,9 ± 1,4 344,2 ± 1,5 187,2 ± 0,9 190,7 ± 0,9 90,4 ± 0,5 93,1 ± 0,6 Besi 2,613  0,067 623,9 ± 1,7 632,2 ± 𝑖 1,7 345,7 ± 0,9 352,4 ± 0,9
168,01 ± 0,71 173,3 ± 0,7 Stainless  2,553  0,073 661,2 ± 1,7 669,5 ± 1,8
367,9 ± 1,9 374,8 ± 1,9 176,2 ± 0,7 181,5 ± 0,7
Tabel 4. Hasil momen inersia pada osilasi sumbu x ( 𝐼 1 ) dan  osilasi  sumbu  z  ( 𝐼 2 )  untuk  lebar  yang berbeda
Bahan Panjang (cm) Tebal (cm) 𝐼 1 (g cm 2 ) 𝐼 2 (g cm 2 )
Alumi nium
7,517 0,087 187,2
± 0,9 190,7 ± 0,9 171,6
± 0,9 174,3 ± 0,9
149,6
± 0,9 151,3 ± 0,9
Besi
7,547 0,067 345,7 ± 0,9
352,4
± 0,9 306,7 ± 0,9 311,5 ± 0,9
275,8 ± 0,9 279,04 ± 0,91 Stainless 7,56 0,073 367,9 ± 1,9 374,8
± 1,9
336,7 ± 1,1 343,2
± 1,3 292,2
± 1,1 295,8 ± 0,7
Dari  Tabel  3  dan  Tabel  4,  nilai  momen  inersia diurutkan dari yang memiliki variasi panjang dan lebar  terbesar  hingga  yang  memiliki  variasi terkecil, sehingga semakin kecil nilai panjang dan lebar maka semakin kecil nilai momen dari inersia. Dapat  dilihat  bahwa  momen  inersia    (I 1 )  osilasi pada sumbu-x selalu  lebih kecil daripada momen inersia  (I 2 ) osilasi pada sumbu-z. Hubungan antara koefisien  redaman  atau  momen  inersia    yang ditunjukkan pada Tabel 5 dan Tabel 6.
Tabel 5. Hubungan antara koefisien redaman dan momen  inersia  untuk  osilasi  arah-z  pada  panjang yang berbeda
Bahan Lebar (cm) Tebal (cm) 𝐼 2 (g cm 2 ) 𝛾 2 (s −1 )
Alumi nium 2,54 0,087 344,2 ± 1,5 0,81 ± 0,02 190,7 ± 0,9 0,88 ± 0,01 93,1 ± 0,6 2,46 ± 0,01
Besi 2,613  0,067 632,2 ± 1,7 0,62 ± 0,02 352,4 ± 0,9 0,71 ± 0,01 173,3 ± 0,7 0,98 ± 0,01 Stainless 2,553  0,073 669,5 ± 1,8 0,51 ± 0,01 374,8 ± 1,9 0,64 ± 0,02 181,5 ± 0,7 0,74 ± 0,01
e -ISSN 2550-0325
Tabel 6. Hubungan antara koefisien redaman dan momen  inersia  untuk  osilasi  arah-x  pada  lebar yang berbeda
Bahan Panj- ang (cm) Tebal
(cm) Sumbu-X Sumbu-Z 𝐼 1 (gcm 2 ) 𝛾 1 (s −1 ) 𝐼 2 (g cm 2 ) 𝛾 2 (s −1 )
Alumi nium 7,517 0,087 187,2 ± 0,9 0,56 ± 0,01 190,7 ± 0,9 0,88
± 0,01
171,6 ± 0,9 0,58 ± 0,01 174,3 ± 0,9 0,98
± 0,01
149,6 ± 0,9 0,614 ± 0,001 151,3
± 0,9 1,08
± 0,04
Besi 7,547 0,067 345,7 ± 0,9 0,84 ± 0,01 352,4 ± 0,9 0,71 ± 0,01 306,7 ± 0,9 0,85
± 0,01 311,5 ± 0,9 0,739 ± 0,004 275,8 ± 0,9 0,97 ± 0,01 279,04
± 0,91 1,25
± 0,04
Stainl ess 7,56 0,073 367,9 ± 1,9 0,829
± 0,004 374,8 ± 1,9 0,64
± 0,02
336,7 ± 1,1 0,85 ± 0,02 343,2 ± 1,3 0,82 ± 0,02 292,2 ± 1,1 0,96 ± 0,02 295,8
± 0,7 0,83 ± 0,02
Dengan  I 1 merupakan  momen  inersia  osilasi  ke arah sumbu-x, I 2 merupakan momen inersia osilasi ke  arah  sumbu-z  osilasi,  γ 1 merupakan  faktor redaman osilasi ke arah sumbu-x dan γ 2 merupakan faktor redaman osilasi ke arah sumbu-z. Dari Tabel 5  dan  Tabel  6  nilai  momen  inersia  dan  faktor redaman  diurutkan  mulai  menurut  nilai  variasi panjang  dan  lebar  yang  terbesar  hingga  yang terkecil.  Dapat  dipandang  Tabel  5  buat  variasi panjang  mempunyai  nilai  momen  inersia  ke  arah sumbu-z turun dan faktor redaman osilasi ke arah sumbu-z  naik.  Pada  Tabel  5  dan  Tabel  6  buat variasi  lebar  mempunyai  nilai  momen  inersia  ke arah sumbu-x turun dan faktor redaman osilasi ke arah  sumbu-x  naik,  dan  buat  variasi  lebar mempunyai nilai momen inersia ke arah sumbu-z turun dan faktor redaman osilasi ke arah sumbu-z naik.  Tabel  5  dan  Tabel  6  mempunyai  interaksi yang  sama  yaitu  semakin  turun    nilai  momen inersia  maka  akan  semakin  naik  juga  nilai  faktor redamannya.
Untuk  variasi  panjang,  diusahakan  mendekati sudut kecil tidak lebih dari 10° sebanyak mungkin
sehingga  pendekatan  sudut  ini  konsisten  dengan teori  osilasi  sudut  kecil,  maka  dibuat  sudut  4° tetapi  sulit  untuk  dilakukan.  Sehingga  hanya mengarah ke sudut kecil sekitar 3,6° hingga 4,1°. Pada  hasil  yang  diperoleh  dari  hasil  yang diperoleh dan menganalisis variasi panjang dengan osilasi  aluminium,  besi,    stainless  steel  searah sumbu x, semakin kecil panjangnya, semakin baik nilai  faktor  redamannya.  dalam  air,  sedangkan variasi  panjang  osilasi  aluminium,  besi,  stainless steel  terhadap  sumbu-z  menunjukkan  bahwa semakin  kecil  panjangnya,  semakin  besar  nilai koefisien redaman dalam air. Bertentangan dengan hasil  yang  diperoleh  dan  dianalisis  untuk perubahan  panjang  dan  lebar  untuk  aluminium, besi dan stainless steel,  fluktuasi terhadap  sumbu x,  osilasi  terhadap  sumbu  z  menunjukkan  bahwa semakin  kecil  panjangnya,  semakin  rendah nilainya.  nilai  koefisien iredaman  idalamiair. Besarnya  nilai  redaman  juga  dipengaruhi  oleh viskositas (η) suatu fluida (zat cair), semakin besar viskositas suatu fluida nilai redamannya juga akan semakin  besar.  Pada  Tabel  7  disajikan  nilai viskositas beberapa fluida.
Tabel 7. Nilai Viskositas Beberapa Fluida Nama Fluida
T ( ° C) η (mPa.s)
Air Darah (keseluruhan) Minyak mesin (SAE 10) Gliserin Udara 0 20 60 37 30 0 20 60 20 1,8 1,00 0,65 4,0 200 10.000 1,410 81 0,018
Sumber: Tipler (1998, 408)
Pada penelitian ini sampel yang digunakan adalah air  pada suhu 20 0 C dengan  viskositas  (η) sebesar 1,8 mPa.s.
Eksperimen  yang  sebelumnya  dilakukan ( Vogt,  2012),    mengukur  percepatan  relatif terhadap  waktu  menggunakan  ponsel  yang bertindak  sebagai  beban  dan  berosilasi  seperti bandul  sederhana,  dan  menemukan  bahwa    nilai percepatan  pada  beban  (ponsel)  berosilasi  seperti bandul sederhana  yang  menunjukkan bahwa  nilai percepatan menurun seiring waktu. Ini karena gaya viskositas dalam air menghambat ayunan pendulum  fisik.  Pendulum  fisik  kembali  ke kesetimbangan  lebih  cepat  daripada  ayunan
e -ISSN 2550-0325
pendulum  fisik  dalam  air  karena  molekul  lebih padat  daripada  viskositas  longgar  untuk  molekul seperti  udara.  Ini  memiliki  viskositas.  Rasio koefisien  redaman  terhadap momen inersia untuk osilasi sumbu-z dengan perubahan panjang sesuai Tabel  5,  artinya  semakin  kecil  momen  inersia, semakin besar  nilai faktor redamannya.  Tabel 5 dan  Tabel 6 menunjukkan hubungan antara faktor redaman  dan  jenis  arah  osilasi  untuk  perubahan panjang  dan  lebar  osilasi  sumbu-x  dan  sumbu-z. Dengan  kata  lain,  semakin  kecil  momen  inersia, semakin kecil. Jika panjang berubah, semakin kecil panjangnya,  semakin  kecil  kemungkinan  osilasi harmonik  akan  terjadi.  Osilasi  sumbu-z  masih dapat bergerak dengan baik, tetapi osilasi sumbu- x,  setelah  mencapai  osilasinya,  sistem  pendulum fisik  tidak  bekerja  dengan  baik,  dan  bahkan berhenti  sebelum  mencapai  osilasinya.  Hal  ini disebabkan luas penampang osilasi sumbu-x ketika gerak  harmonik  lebih  ditekan,  berbeda  dengan osilasi sumbu-z yang ditekan air  ketika harmonik perjalanan  kecil.  Osilasi  sumbu-z  menghasilkan lebih  banyak  osilasi  daripada  osilasi  sumbu-x karena gaya gesek yang berbeda. Simpangan yang diberikan  kepada  pendulum  kemudian  akan berayun  dan  berhenti  perlahan-lahan  seiring dengan  waktu  sampai  osilasinya  berhenti. Redaman  pada  umumnya  disebabkan  oleh hambatan  udara  dan  gesekan  internal  di  dalam sistem  yang  berosilasi.  Bila  redaman  kuat  maka gerakannya  tidak  menyerupai  gerak  harmonik sederhana  (Giancoli,  2014).  Pada  sistem  ini, bandul  fisis  ditinjau  dari  nilai  torsi.  Ketika terjadinya  osilasi  maka  akan  terdapat  gaya  gesek yang  menghambat  bandul  fisis  yang  berlawanan dengan arah gerak osilasi (negatif), sehingga nilai torsi 𝜏 𝑅 bernilai 𝜏 𝑅 = −𝑏𝜔 ,  dengan b adalah nilai dari konstanta redaman. Hubungan antara momen inersia  dengan  faktor  redaman  pada  letak  sumbu rotasi  di  salah  satu  ujung  tepi  pelat  tipis  dapat dilihat pada persamaan 7 dan letak sumbu rotasi di salah satu ujung panjang dan lebar plat tipis dapat dilihat pada persamaan 8:
3𝑘 𝑀𝑏 2 = 𝑘 𝐼 = 2𝛾 (7)
12𝑘 𝑀(𝑎 2 + 4𝑏 2 ) = 𝑘 𝐼 = 2𝛾 (8)
Besaran  konstanta  redaman k ,  massa M , lebar a ,  panjang b ,  momen  inersia I ,  dan  faktor
redaman γ dapat    digunakan  untuk  mengetahui hubungan  berbanding  terbalik  antara  momen inersia dengan  faktor redaman. Pada penelitian ini, persamaan 7 dan 8 digunakan sebagai acuan dalam pelaksanaan eksperimen.

## Kesimpulan
Dari penelitian yang dilakukan dapat  disimpulkan bahwa  untuk  perubahan  panjang  selama  osilasi pada  arah sumbu-z, nilai koefisien redaman dalam air  besar,  dan  nilai  panjang,  momen  inersia,  dan massa  adalah  kecil.  Mengenai  fluktuasi  lebar osilasi  pada  arah  sumbu-x  dan  lebar  osilasi  pada arah  sumbu-z,  semakin  kecil  nilai    lebar,  momen inersia,  dan  massa  maka  semakin  besar  nilai koefisien  redaman  dalam  air.  Faktor-faktor  yang mempengaruhi nilai analisis redaman adalah gaya gesek,  gaya viscous ,  gaya  ke  atas,  dan  luas penampang.  Penelitian  ini  menekankan  pada metode  analisis  video  memakai  Logger  Pro,  dan diharapkan  dapat  dipergunakan  di  sekolah  agar peserta  didik  lebih  tertarik  dalam  mengikuti pembelajaran  fisika,  namun  pihak  sekolah  harus lebih mempersiapkan perangkat ini di laboratorium.  Disarankan  juga  agar  penelitian lanjutan  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan jenis fluida yang lain. Para peneliti berterima kasih kepada    pengelola laboratorium fisika   USD, dan laboran  yang  dengan  senang  hati  memfasilitasi keperluan  penelitian  sehingga  dapat  terlaksana dengan baik.

## Referensi
Budi,  Esmar.  (2015).  Kajian  Fisis  pada  Gerak Osilasi Harmonis. JPPPF , 1(2), 59-66. https://doi.org/10.21009/1.01210. Fowles, and cassiday. (2005). Analytical mechanics  seventh  edition .  United  States  of America: Thomson brooks/cole.
Giancoli, Douglas C. (2014). Fisika: Jilid 2 Edisi 7 . Jakarta: Erlangga.
Ishaq, Mohammad. (2007). Fisika Dasar Edisi 2 . Yogyakarta: Graha Ilmu.
Khanafiyah,  S.  (2010). Percobaan  Osilasi  Bandul Fisis  Bentuk  Sederhana  Sebagai  Tugas  Proyek Penelitian  Pada  Materi  Momen  Inersia  Di  SMA. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 5 (2009), 47- 53. https://doi.org/10.15294/jpfi.v5i1.1000.
e -ISSN 2550-0325
Leme,  J.  C.,  &  Oliveira,  A.  (2017).  Pendulum Underwater  –  An  Approach  for  Quantifying Viscosity. The  Physics  Teacher 55  (9),  555–557. https://doi.org/10.1119/1.5011833.
Limiansih, K., &  Santosa,  I.  E.  (2013). Redaman pada Pendulum Sederhana. Jurnal Fisika Indonesia , 17(51), 17-20.
https://doi.org/10.22146/jfi.24428.
Manggala,  R.  W.,  &  Panuluh,  A.  H.  (2021). Analisis  Redaman  pada  Osilasi  Balok  Kayu.
Jurnal Fisika Indonesia , 25(1), 7-10.
https://doi.org/10.22146/jfi.v1i1.57939.
Oktova  R,  Diana  N.  (2013).  Penentuan  koefisien viskositas  air  menggunakan  metode  osilasi  pegas dengan  koreksi  kedalaman  penetrasi  dan  koreksi efek dinding. Berkala Fisika Indonesia , 5(1), 25– 34.  https://doi.org/10.12928/bfi-jifpa.v5i1.247.
Rada,  M.K.D.  &  Panuluh,  A.H.  (2021). Penggunaan Aplikasi
Logger Pro untuk
Menentukan  Nilai  Viskositas  Air. Jurnal  Ilmu
Fisika  dan  Pembelajarannya ,  5(1),  28-35. https://doi.org/10.19109/jifp.v5i1.8553 .
Serway, R.A. dan Jewitt, Jr. J.W, (2014). Physics for  Scientist  and  Engineer  with  Modern  Physics Ninth Edition . Boston: Brooks/Cole.
Shamim,  Sohaib,  dkk.  (2010). Investigating viscous damping using webcam. American Journal of Physics, 78, 433-436. https://doi.org/10.1119/1.3298370.
Subhan,  Muhammad,  Fatimah,  &  Almaidah,
Nunung. (2019).
Pemanfaatan
Media
Pembelajaran  Logger  Pro  Terhadap  Pemahaman Konsep Fisika Pokok Bahasan Osilasi Sederhana. Jurnal Pembelajaran dan Pengajaran Fisika, 2(2). https://doi.org/10.33627/ge.v2i2.239
Sanjaya,  Wina.  (2017). Strategi  Pembelajaran Berorientasi  Standar  Proses  Pendidikan .  Jakarta: Kencana
Sutarno,  dkk.  (2017).  Keterampilan  pemecahan masalah  mahasiswa  dalam  pembelajaran  bandul fisis menggunakan model problem solving virtual laboratory . Jurnal  Pendidikan  Fisika  dan Teknologi , 3(2), 164-172.
https://doi.org/10.29303/jpft.v3i2.396.
Tipler, P. A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid ke-1 . Jakarta: Erlangga.
Vogt  P,  Kuhn  J.  (2012).  Analyzing  simple pendulum phenomena with a smartphone acceleration sensor. Physics Teacher , 50(7), 439– 40. https://doi.org/10.1119/1.4752056.