Penggunaan Aplikasi Physics Tool dan Software Logger Pro sebagai Alat Pendukung Praktikum Fisika  di Sekolah Menengah: Penentuan Konstanta Pegas
Wiwi Erawati *, Ishafit Jurusan Magister Pendidikan Fisika, Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta, Indonesia *e-mail: wiwierawatiw@gmail.com
Abstrak: Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menentukan  konstanta  pegas  secara  statis  menggunakan software logger  pro dan  aplikasi physics  tool .  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  secara  eksperimen dengan  menggantung  beban  pemberat  yang  diukur  pertambahan  panjang  pegas  menggunakan  penggaris  dan mengukur  panjang  pegas  mula-mula,  kemudian  pegas  diberi  simpangan  sebesar  selisih  pertambahan  panjang pegas  dengan  panjang  pegas  mula-mula  untuk  setiap  massa  sehingga  terjadi  getaran  harmonis  untuk  variasi massa  beban  pegas  (dengan  merekam  video  penelitian  secara  eksperimen,  kemudian  video  diimpor  ke software  logger  pro .  Selanjutnya  melakukan  tracking  gerak  beban  pegas  dalam  video  sehingga  diperoleh waktu saat pegas berosilasi dan data dari aplikasi physics tool diimpor ke dalam Ms. Excel 2007 sehingga data waktu diperoleh). Data waktu osilasi hasil tracking Logger Pro dan aplikasi Physics Tool dibuat menjadi grafik hubungan  periode  kuadrat  terhadap  variasi  massa  beban,  kemudian  dilakukan  fitting  data.  Hasil  analisis  data diperoleh nilai  konstanta pegas dengan variasi massa beban sebesar (6,354 ± 0,158) Nm-1 dengan ralat  nisbi 2,49%  dan  keseksamaan  97,51%    dari software  logger  pro dan  konstanta  pegas  dengan  variasi  massa  beban sebesar (6,208 ± 0,162) Nm -1 dengan ralat nisbi 2,60% dan keseksamaan 97,40% dari Aplikasi Physics Too.
Kata kunci : logger pro; physics tools; kontanta pegas
Use of Physics Tool and Logger Pro Software Applications as Supporting Tools for Physics Practicum in Middle Schools: Determination of Spring Constants
Abstract: This research aims to determine the spring constant statically using logger pro dan aplikasi physics tool. The method that is used in this research is experimentally by hanging the ballast load as measured the accretion of the spring length using a ruler and measured the initial spring length, then the spring is given the deviation as big as the difference of the spring length accretion with the initial spring length for each mass, so that  the  harmonious  vibrations  occur  for  variation  of  spring  load  mass  (by  recording  the  research  video experimentally, afterward the video is imported into logger pro software). Then do the tracking of spring load motion  in  the  video  to  obtain  the  time  when  the  spring  is  oscillating  and  the  data  from  Physics  Tool Application is imported into Ms. Excel 2007, so the data of time was obtained).  the data of oscillation time as the  result  of  logger  pro  tracking  and  physics  tool  application  was  made  into  a  graph  of  the  relationship  of squared period towards load mass variation of (6,354 ± 0,158) Nm-1 with  2,49% relative errors and 97,51% precision from Logger Pro Software and a spring constant with load mass variation of (6,208 ± 0,162) Nm -1 with 2,60% relative errors and 97,40% precision from aplikasi physics tool application
Keywords : logger pro; physics tools; spring constant

## PENDAHULUAN
Pegas  merupakan  topik  yang  sangat  menarik  di dalam  fisika.  Pegas  mempunyai  suatu  gaya  fisika yang  dikenal  sebagai  gaya  pegas.  Gaya  pegas  dapat meredam goncangan dari suatu benda, memantulkan suatu  benda,  dan  digunakan  untuk  menahan ( Galeriu, dkk. 2014). Pegas merupakan benda elastis berupa  rangkaian  kawat  atupun  besi  yang  memiliki bentuk berulir sehingga membentuk suatu konstruksi per  yang  berfungsi  untuk  membuat  benda  lain menjadi  nyaman  ketika  digunakan  dan  banyak ditemukan  dalam  kehidupan  sehari-hari,  misalnya konstruksi  rumah  tahan  gempa  terdapat  pegas  di
dalamnya  berfungsi  untuk  menahan  goncangan  saat terjadinya  gempa,  pegas  pada  truk  dan  spring  bed berfungsi  untuk  menahan  beban  di  atas  truk  dan spring  bed  serta  shock-breaker  kendaraan  berfungsi untuk meredam  guncangan-guncangan  yang  muncul pada  kendaraan  bermotor  di  jalan  berlubang.  Pada gerak pegas, osilasi mempunyai peran penting dalam dinamika benda tersebut (Efendi, dkk. 2015).
Salah  satu  contoh  osilasi  pada  gerak  pegas  yaitu tentang  pengukuran  konstanta  pegas  dengan  sensor medan  magnet  pada smartphone (Pili  &  Violanda, 2019). Selain itu, konstanta pegas juga dapat diukur dengan  osilator  massa  pegas  magnetik  dan  pickup telepon (Pili & Violanda, 2019). Ketika massa pegas
berosilasi  akan  diperoleh  periode  osilasi  yang merupakan  parameter  penting  dan  dapat  diukur secara  langsung  menggunakan  stopwatch  namun rentan  terhadap  kesalahan  manusia  (De  Jesus,  dkk. 2018;  Lockhart,  dkk.  2018).  Dalam  penelitian lainnya, telah dilakukan pengukuran konstanta pegas dan  penentuan  massa  efektif  pada  gerak  harmonik sederhana menggunakan probe gaya (Gonzales, dkk. 2016;  Green,  dkk.  2016;  Nakhoda  &  Taylor, 2011;Pili,  2018).  Dengan  latar  belakang  tersebut,
dilakukan  penelitian  tentang  studi  konstanta  pegas menggunakan  software  Logger  Pro  dan  microsoft Excel 2007 untuk mengolah data.
Dasar  teoritis  penggunaan  kedua  software  ini yaitu:  Dengan  hukum  II  Newton  dan  persamaan diferensial yang dihasilkan menggambarkan gerakan osilator  massa  pegas  saat  berosilasi.  Osilasi  osilator dengan  massa  pegas  adalah  contoh  gerak  harmonik sederhana, dengan periode osilasi T yaitu:
, 2 ) ( k m m T s eff    (1)
dengan m adalah  massa  pegas  yang  digantung, ) ( s eff m adalah  massa  efektif  pegas, k adalah  konstanta  pegas sehingga persamaan (1) menjadi:
, 4 2 2 T m k T   (2)
dimana ) ( s eff T m m m   adalah  massa  total  yang  digantung  dan  persamaan  (2)  merupakan  hubungan  linear dengan gradien  :
k 2 4    (3)
Konstanta  pegas k dapat  diperoleh  dari  gradien  plot  linear 2 T terhadap , T m sehingga  persamaan  (3) menjadi:
  2 4  k (4)
Perambatan ralat konstanta pegas:
2   
        s k s k (5)

## METODE
A. Software logger pro
Percobaan  dilakukan  dengan  menimbang  massa beban  pegas,  mengukur  panjang  pegas  mula-mula, mengukur  panjang  pegas  saat  diberi  beban  (untuk
lima  massa  beban  pegas)  sehingga  diperoleh perubahan  panjang  pegas  kemudian  pegas  ditarik sepanjang  perubahan  panjang  pegas  dan  dilepas sehingga pegas mengalami osilasi.
Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 6, No. 1, Januari 2021 Penggunaan Aplikasi Physics Tool dan Software Logger Pro sebagai Alat Pendukung Praktikum…
Selanjutnya
melakukan perekaman menggunakan  hand  phone  pada  saat  osilasi  untuk lima  massa  beban  pegas,  kemudian  dilakukan tracking terhadap osilasi pegas dalam video tersebut menggunakan  software  Logger  Pro,  sehingga diperoleh  data  waktu  untuk  lima  massa  pegas.  Alat eksperimen  (kecuali  komputer)  disiapkan  dan disusun  seperti  pada  Gambar  1.  Alat  eksperimen terdiri  atas  osilator  massa  pegas  yang  dipasang vertikal  (dengan  massa  tambahan  0,05  kg,  0,06  kg, 0,07  kg,  0,08  kg,  dan  0,09  kg  digunakan  untuk variasi  massa  total),  kamera  yang  digunakan  untuk merekam gerakan osilasi massa pegas dalam  bentuk video,  komputer  yang  diinstal  dengan  software Logger  Pro  digunakan  untuk  memperoleh  waktu osilasi  massa  pegas  dari  analisis  video. Logger  pro mampu menampilkan gejala fisika dan representasinya  secara  interaktif  berupa  grafik, persamaan,  data  kuantitatif  secara  simultan,  mampu
memadukan  aspek  teoritik  dan  eksperimental  dalam Fisika.  Selain  itu  komputer  juga  diinstal  Ms.  Excel 2007 digunakan untuk mengolah data.

## B. Physics Tools
Percobaan  dilakukan  dengan  menimbang  massa beban  pegas,  mengukur  panjang  pegas  mula-mula, mengukur  panjang  pegas  saat  diberi  beban  (untuk lima  massa  beban  pegas)  untuk  memperoleh perubahan panjang pegas, dan meletakkan smartphone,  selanjutnya  pegas  ditarik  sepanjang perubahan panjang pegas dan dilepas sehingga pegas mengalami  osilasi,  saat  osilator  pegas  berosilasi beberapa  sentimeter  di  atas  layar  smartphone, menghasilkan  plot  waktu  terhadap  bidang  medan magnet (sumbu x, y dan z )  untuk lima massa pegas. Kemudian  mengimpor  data  waktu  terhadap  medan magnet ke dalam Ms. Excel 2007.
Gambar 2. Susunan alat eksperimen menggunakan aplikasi physics tools
Alat  eksperimen  (kecuali  komputer)  disiapkan dan disusun seperti pada Gambar 2. Alat eksperimen terdiri  atas  osilator  massa  pegas  yang  terdapat magnet  diujung  bawah  dipasang  secara  vertikal (massa tambahan 0,05 kg, 0,06 kg, 0,07 kg, 0,08 kg, dan  0,09  kg  untuk  variasi  massa),  smartphone  yang diinstal  dengan  aplikasi physics  tool digunakan untuk  memperoleh  waktu  saat  pegas  berisolasi. Physics Tool mampu menampilkan gejala fisika dan representasinya  secara  interaktif  berupa  grafik  dan data kuantitatif secara simultan dalam Fisika. Selain itu  komputer  juga  diinstal  Ms.  Excel  2007 digunakan  untuk  mengolah  data.  Susunan  alat eksperimen  pada  Gambar  1  dan  Gambar  2 dimaksudkan  untuk  memperoleh  parameter  utama yaitu periode osilasi osilator.

## HASIL PENELITIAN
A. Software Logger Pro
Untuk  dapat  menghasilkan  fakta,  dan  akurasi perhitungan objek yang berupa rekaman visual suatu percobaan melalui prediksi pada grafik yang mampu menarik  minat  peserta  didik  memerlukan  aktivitas dan  investigasi  dari  guru,  sehingga  data  yang dihasilkan  dari  suatu  fenomena  fisika    akan  mampu diinterpretasi dengan lebih akurat (Ismarjiati, 2020). Salah  satu  aplikasi  media  yang  dapat  dipergunakan oleh  guru  adalah logger  pro ,  yaitu  suatu  perangkat lunak  pengumpulan  data  dan  analisis  yang mendukung  lebih  dari  80  sensor  Vernier  untuk grafik dan analisis real-time . Berikut disajikan pada Gambar  3  dan  Tabel  1    hasil  analisis  penentuan kosntatnta  pegas  dengen  menggunakan software logger pro .
Gambar 3. Grafik hubungan posisi ( y ) terhadap waktu pada logger pro
Dari  Gambar  3  diperoleh  data  waktu  osilasi  untuk lima  massa  pegas,  kemudian  data  waktu  yang diperoleh  dengan  Ms.  Excel  2007  dianalisis  untuk
memperoleh  periode  dan  nilai  gradien α grafik hubungan  massa  terhadap  periode  kuadrat  dengan persamaan (2)  adalah 6,206 s 2 kg -1 (pada Gambar 4).
Tabel 1. Nilai periode osilasi untuk lima massa pegas pada Logger Pro No Massa (kg) T (s) T 2 (s²) 1. 0,05 0,719 0,517 2. 0,06 0,754 0,569 3. 0,07 0,769 0,592 4. 0,08 0,839 0,704 5. 0,09 0,872 0,760
Gambar 4. Grafik linear massa terhadap periode kuadrat pada logger pro
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,00 1,50 3,00 4,50 6,00 7,50 9,00 y (m ) t (s) y = 6,206x + 0,193 R² = 0,957 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1
T 2 (s ²) m (kg)
Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 6, No. 1, Januari 2021 Penggunaan Aplikasi Physics Tool dan Software Logger Pro sebagai Alat Pendukung Praktikum…
Kemudian melakukan analisis nilai gradien grafik ke dalam persamaan (4) sehingga  nilai konstanta pegas k sebesar  (6,354  ±  0,158)  Nm -1 dengan  ralat  nisbi 2,49% dan keseksamaan 97,51% diperoleh.
B. Aplikasi physics Tools
Physics  tools merupakan  alat  perangkat  lunak komputer  yang  interaktif  dan  skrip  untuk  analisis data dan presentasi grafis. Hasil analisis penggunaan physics  tools dalam  penentuan  konstanta  pegas  di sajikana pada Gambar 5 dan Tabel 2.
Gambar 5. Grafik hubungan medan magnet terhadap waktu pada aplikasi physics tools
Berdasarkan Gambar  5 diperoleh data waktu osilasi untuk lima massa pegas, kemudian data waktu yang diperoleh  dengan  Ms.  Excel  2007  dianalisis  untuk memperoleh  periode  dan  nilai  gradien  α  grafik
hubungan  massa  terhadap  periode  kuadrat  dengan persamaan  (2)  adalah  6,352  s2kg-1  (pada  Gambar 6).
Tabel 2 . Nilai periode osilasi untuk lima massa pegas pada Aplikasi Physics Tool No Massa (kg) T (s) T 2 (s²) 1. 0,05 0,719 0,517 2. 0,06 0,757 0,574 3. 0,07 0,769 0,592 4. 0,08 0,840 0,705 5. 0,09 0,877 0,769
Gambar 6. Grafik linear massa terhadap periode kuadrat pada aplikasi physics tool
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 M agn et ic fiel d (  T) Time (s) y = 6,352x + 0,186 R² = 0,952 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,04 0,05 0,06 0,07
0,08 0,09 0,1
T 2 (s ²) m (kg)
Kemudian  melakukan  analisis  nilai  gradien grafik  ke  dalam  persamaan  (4)  sehingga  nilai konstanta  pegas k sebesar  (6,208  ±  0,162)  Nm -1 dengan  ralat  nisbi  2,60%  dan  keseksamaan  97,40% diperoleh.

## PEMBAHASAN
Software  logger  pro sebagai  salah  satu  media yang  dapat  merepresentasikan  grafik  gerak  benda, seperti  membantu  siswa  membaca  grafik  posisi linier  terhadap  waktu  dengan  grafik  kemiringan menunjukkan kecepatan benda (Smith, 2013). Selain itu,  keberhasilan  software  logger  pro  ketika digunakan  dalam  menganalisis  gerak  harmonik sistem  pegas  dapat  mengakibatkan  deviasi  plot, kecepatan,  percepatan,  dan  grafik  energi  (Asbanu, 2016;  Dewi,  dkk.  2018).  Sedangkan Physics  tolls merupakan  sebuah  software  yang  terintegrasi  dalam android  yang  didalamnya  terdapat  sebuah  sensor yang  dapat  dipergunakan  untuk  sebuah  system analisis (Luh, dkk. 2019).  Teknologi logger pro dan physics  tools memungkinkan  instruktur  kursus mengumpulkan  data  eksperimental  menggunakan probe  elektronik  (misalnya,  detektor  gerakan  untuk merekam  perpindahan  objek  pada  berbagai  waktu) dan menampilkan data ini dalam bentuk spreadsheet dan / atau grafik saat dipasangkan dengan perangkat lunak logger  pro .  Berkat Vernier  Software  & Technology , setiap siswa memiliki salinan perangkat lunak  Logger  Pro  dan  dapat  menganalisis  data  di luar  kelas  saat  bekerja  dalam  kelompok  kecil  atau sendirian.  Penting  untuk  disebutkan  bahwa  secara tradisional  Logger  Pro  atau physics  tools teknologi serupa  digunakan  di  laboratorium  atau  selama  sesi pemecahan  masalah  kolaboratif  kelompok  kecil  di mana setiap kelompok siswa memiliki akses ke sana dan  dapat  melakukan  eksperimen  secara  mandiri (Milner-Bolotin & Moll, 2008)

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  analisis  di  jumpai  bahwa etode  eksperimen  penentuan  konstanta  pegas  di kajian  dapat  diandalkan.  Hasil  akhir  analisis  data adalah  nilai  konstanta  pegas  secara  eksperimen menggunakan software logger  pro lebih  baik dibandingkan  dengan  aplikasi physics  tool namun perbedaannya tidak signifikan berdasarkan nilai ralat nisbi  dan  nilai  keseksamaan.  Semakin  kecil  ralat nisbi semakin baik nilai eksperimen konstanta pegas yang  diperoleh.  Dari  hasil  tersebut  membuktikan bahwa logger  pro dan  aplikasi physics  tool adalah pengukur  waktu  yang  andal.  Maka,  metode eksperimen  penentuan  konstanta  pegas  pada  artikel ini  dapat  diadopsi  di  laboratorium.  Selanjutnya, eksperimen  yang  berkaitan  dengan  gerak  dapat
dieksplorasi  menggunakan logger  pro dan  aplikasi physics  tool untuk  mengukur  interval  waktu.  Saran untuk guru dan tenaga pendidik dapat menggunakan software  logger  pro dan physics  tools sebagai  alat bantu  dalam  melakukan  praktikum  di  sekolah menengah.

## DAFTAR PUSTAKA
Asbanu,  D.  E.  S.  I.  2016.  Analisis  karakteristik getaran  harmonik  sederhana  dan  getaran teredam  lemah  dengan  metode  analisis  video dan  logger  pro. Prosiding  Pertemuan  Ilmiah XXX HFI Jateng & DIY .
De  Jesus,  V.  L.  B.,  Haubrichs,  C.,  De  Oliveira,  A. L.,  &  Sasaki,  D.  G.  G.  (2018).  A  low-cost experiment  to  visualise  the  Fourier  series: video  analysis  of  a  real  plucked  coiled spring. European  Journal  of  Physics , 39 (2), 025704.
Dewi, A. R. C., Susilo, S., & Putra, N. M. D. (2018).
Analysis  of  Student  Practical  using  Logger Pro  to  Improve  Graphic  Representation  of Harmonic Oscillation Material. Physics Communication , 2 (2), 112-121.
Effendy,  N.,  Kurniawan,  S.  I.,  &  Utami,  N.  A.  S. (2015, June). Peredaman Osilasi Getaran pada suatu  Sistem  dengan  Pemodelan  Pegas- damper Menggunakan Kendali Logika Fuzzy.
In Seminar Nasional Informatika (SEMNASIF) (Vol. 1, No. 3).
Galeriu,  C.,  Edwards,  S.,  &  Esper,  G.  (2014).  An Arduino  investigation  of  simple  harmonic motion. The Physics Teacher , 52 (3), 157-159.
González,  L.,  Oria,  R.,  Botaya,  L.,  Puig-Vidal,  M., & Otero, J. (2015). Determination of the static spring  constant  of  electrically-driven  quartz tuning  forks  with  two  freely  oscillating prongs. Nanotechnology , 26 (5), 055501. Greene, N. R., Gill, T., & Eyerly, S. (2016). Finding the  effective  mass  and  spring  constant  of  a force probe from simple harmonic motion. The Physics Teacher , 54 (3), 138-141. Ismarjiati,  M.  T.  N.  (2020)  Pengembangan Eksperimen  Pembelajaran  Gaya  Lorents dengan  Bantuan  Tracking  Software  Logger Pro. Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika , 5 (2), 142-150.
Lockhart,  A.  B.,  Skinner,  A.,  Newman,  W., Steinwachs,  D.  B.,  &  Hilbert,  S.  A.  (2018). An  experimental  demonstration  of  avoided crossings  with  masses  on  springs. American Journal of Physics , 86 (7), 526-530.
Luh,  S.,  Sahara,  L.,  Hariroh,  L.,  &  Fayanto,  S. (2019).  Studies  The  Use  Of  Smartphone
Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 6, No. 1, Januari 2021 Penggunaan Aplikasi Physics Tool dan Software Logger Pro sebagai Alat Pendukung Praktikum…
Sensor  For  Physics  Learning. International Journal of Scientific & Technology
Research , 8 (10), 862-870.
Milner-Bolotin,  M.,  &  Moll,  R.  (2008).  Physics exam  problems  reconsidered:  Using  Logger Pro  to  evaluate  student  understanding  of physics. The Physics Teacher , 46 (8), 494-500.
Nakhoda, Z., & Taylor, K. (2011). Effective torsion and spring constants in a hybrid translational ‐
rotational oscillator. The Physics Teacher , 49 (2), 106-109.
Pili, U. (2018). A dynamic-based measurement of a spring  constant  with  a  smartphone  light sensor. Physics Education , 53 (3), 033002.
Pili, U., & Violanda, R. (2019). Measuring  a  spring constant  with  a  smartphone  magnetic  field sensor. The Physics Teacher , 57 (3), 198-199. Pili, U., & Violanda, R. (2019). Measuring  a spring constant with a magnetic spring-mass oscillator  and  a  telephone  pickup. Physics Education , 54 (4), 043001.
Smith,  A.  L.  (2013).  Technology  and  student understanding  of  kinematics  graphs  in  the physics classroom. Thesis in Science Education Monata State University
Wiwi Erawati , Ishafit