Wahid, MA., Tiara, E., Riantin, IR. dan Hamdan AM. 2019. Penggunaa metoda analisis citra… Vol 5 (1), 2019
Jenis Artikel: orginial research

## Penggunaan metode analisis citra untuk menganalisa gerak harmonik sederhana pada pegas dan bandul
Mulyadi Abdul Wahid 1,2 , Eka Tiara 1 , Intan Rauh Riantin 1 , Abd Mujahid Hamdan 1,2
1 Program  Studi  Pendidikan  Fisika,  Fakultas  Tarbiyah  dan  Keguruan  Universitas  Islam  Negeri  Ar-Raniry  Banda  Aceh;
2 Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Ar-Raniry Banda Aceh
Corresponding e-mail : Mulyadi.abdulwahid@gmail.com
KATA KUNCI: Gerak harmonik sederhana, pegas, bandul, analisis citra, piranti lunak image-J
Diterima: 1 November 2018 Direvisi: 15 November 2018 Diterbitkan 16 Januari 2019 Terbitan daring: 16 Januari 2019

## 1. Pendahuluan
Pendidikan  selalu  menjadi  isu  yang  sangat  penting  untuk  dibahas  dan  dikaji.  Walaupun  pendidikan  telah berkembang  sedemikian  rupa  mengikuti  perkembangan  manusia  dan  teknologi,  namun  tidak  sedikit permasalahan terkait pendidikan yang masih harus diselesaikan. Permasalahan ini tersebar dalam berbagai aspek diantaranya adalah sistem pendidikan, kurikulum dan pemerataan pendidikan. Kesenjangan pendidikan pedesaan  dan  perkotaan  masih  sangat  terasa  baik  itu  dari  segi  kuantitas  dan  kualitas  guru  maupun

## Jurnal Phi
ABSTRAK. Gerak harmonik sederhana merupakan salah satu materi penting dalam fisika. Materi ini merupakan dasar-dasar dalam memahami berbagai gejala-gejala yang lebih kompleks seperti osilasi dan redaman. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh massa beban pada dinamika pegas dan gerak sebuah bandul sederhana dengan menggunakan metode analisis citra. Untuk keperluan analisis citra kami menggunakan citra digital dengan bantuan  kamera  dari  telepon  dan  sebuah  piranti  lunak  komputer  yaitu Image-J.  Penelitian  ini  menghasilkan  sebuah  metode  baru  dalam menganalisis  hasil  praktikum  gerak  harmonis  sederhana  dan  dapat digunakan sebagai alternatif disamping metode konvensional yaitu dengan menggunakan  meteran  dan  stopwatch.  Hasil  menunjukkan  bahwa  gerak harmonik  sederhana  dapat  dipelajari  dengan  baik  dengan  menggunakan metode analisis citra.
Wahid, MA., Tiara, E., Riantin, IR. dan Hamdan AM. 2019. Penggunaa metoda analisis citra… Vol 5 (1), 2019
kelengkapan  fasilitas.  Hal  ini  senada  seperti  yang  disebutkan  dalam  (Vito  dkk.,  2015)  bahwa,  kesenjangan pendidikan yang terdapat antara perdesaan dan perkotaan tidak hanya dalam akses menuju sekolahnya saja, tetapi masih banyak aspek-aspek kesenjangan pendidikan lainnya, seperti kesenjangan sarana dan prasarana sekolah.  Fasilitas  laboratorium  untuk  praktikum  di  sekolah  juga  tidak  luput  dari  permasalahan.  Biasanya permasalahan muncul seperti kurang lengkapnya fasilitas praktikum. Untuk menghadapi persoalan tersebut maka diharapkan guru dapat melakukan inovasi dan dapat menggunakan peralatan yang ada di sekitar untuk dapat digunakan dalam melakukan praktikum.
Khususnya  pada  praktikum  dinamika,  salah  satu  inovasi  yang  dapat  dilakukan  untuk  menyelenggarakan praktikum  adalah  dengan  menggunakan  metode  analisis  citra  dengan  memanfaatkan  sebuah handphone dan piranti  lunak  komputer . Analisis  citra  merupakan  kegiatan  menganalisis  citra  sehingga  dapat  menghasilkan informasi  untuk  memberikan  ketetapan  keputusan.  Citra  merupakan  bentuk  representasi  kemiripan,  atau imitasi  dari  suatu  obyek  atau  benda  (Ahmad  dan  Firdaus,  2005).  Metode  analisis  citra  sering  digunakan  pada berbagai  bidang  ilmu  seperti  astronomi,  biologi  dan  fisika.  Dalam  mempelajari  fisika,  khususnya  dinamika, terkadang  sangat  sulit  untuk  mengukur  suatu  gerak  secara  tepat  dan  akurat,  apalagi  kalau  peristiwa  yang diukur  terjadi  dalam  selang  waktu  yang  sangat  singkat.  Untuk  itu  perlu  suatu  metode  pengukuran  yang  lebih dari  sekedar  meteran  dan stopwatch .  Sebenarnya,  metode  analisis  citra  ini  sangat  bermanfaat  dan  memiliki keunggulan  tersendiri,  misalnya  ketika  kita  ingin  mengukur  gerak,  mengukur  benda  atau  objek  yang  sensitif dan  berbahaya  kita  tidak  perlu  mengukur  langsung,  cukup  dengan  menganalisis  gambarnya  saja.  Misalnya hewan  ternak  yang  agak  liar,  metode  ini  bias  digunakan,  seperti  dalam  (Putra  dkk.,  2016).
Dalam  penelitian  ini  kami  menerapkan  sebuah  metode  alternatif  untuk  menganalisis  gerak  harmonik sederhana  yaitu  metode  analisis  Citra.  Piranti  lunak  yang  bisa  digunakan  dalam  analisis  citra  adalah  sangat banyak  dan  beragam,  diantaranya  menggunakan  piranti  lunak  seperti  Free  Video  to  JPG,  image-J,  Matlab,  dan lain-lain.  Dalam  penelitian  ini  kami  menggunakan  Free  Video  to  JPG,  image-J.  Free  Video  to  JPG  digunakan untuk  memecahkan  sebuah  video  menjadi  beberapa  gambar,  sedangkan  Image-J  digunakan  untuk  mengolah data  pada  gambar  digital.  Kedua  aplikasi  tersebut  sangat  bermanfaat  untuk  menganalisis  eksperimen  pada pegas dan  bandul  sederhana  secara  detail dan  lebih  akurat.
Gerak  harmonik  sederhana  adalah  gerak  bolak  balik  secara  teratur  melalui  titik  kesetimbangan  dengan banyak  getaran  dalam  setiap  sekon  selalu  sama  atau  konstan.  Jika  gerak  yang  terjadi  secara  berulang  dalam selang  waktu  yang  sama  disebut  gerak  perodik.  Jika  gerak  ini  terjadi  secara  teratur  maka  disebut  juga  sebagai gerak  harmonik.  Ketika  suatu  partikel  melakukan  gerak  periodik  pada  lintasan  yang  sama  maka  geraknya disebut  gerak  osilasi/getaran.  Bentuk  sederhana  dari  gerak  periodik  adalah  benda  yang  berosilasi  pada  ujung pegas  (Ahmad  dan  Firdaus,  2005).  Di  sekolah  menengah  atas,  materi  gerak  harmonis  sederhana  adalah  materi yang  wajib  pada  mata  pelajaran  fisika.  Materi  ini  umumnya  akan  dipraktikumkan  diantaranya  dengan  topik topik  pegas  dan  bandul  sederhana.  Biasanya  pengukuran  yang  dilakukan  pada  praktikum  tersebut  adalah dengan  menggunakan  meteran  dan stopwatch .  Menurut  kami  ini  termasuk  kedalam  metode  konvensional dimana  didalamnya  aka  nada  banyak  kelemahan  diantaranya  dalam  ketepatan  menekan stopwatch .  Oleh karena  itu,  metode  analisis  citra  yang  kami  angkat  dalam  kasus  ini  merupakan  metode  yang  relatif  lebih  baik.

## 2. Metode
Tahapan  penelitian  ini  terdiri  dari  tahapanan:  (1)  tahap  persiapan;  (2)  penyusunan  instrumen;  (3)  melakukan eksperimen;  (4)  pengolahan  citra  dengan  image-J;  (5)  analisis  data;  dan  (6)  penarikan  kesimpulan.  Alat penelitian  disusun  sedemikian  rupa  seperti  terlihat  pada  Gambar  1.  Ada  beberapa  komponen,  diantaranya  (1) merupakan  bandul  dengan  beban  siap  untuk  diberi  simpangan,  (2)  statik  untuk  meletakkan  bandul,  dan  (3) sebuah  telepon  genggam  yang  kameranya  digunakan  untuk  merekam  posisi  bandul  sepanjang  waktu.  Dalam penelitian  ini  menggunakan  kamera  dengan  resolusi  13  Megapiksel  dengan  rincian  4224  x  3136  piksel. Rancangan  alat  yang  hampir  sama  dilakukan  untuk  mengukur  gerak  pegas.  Untuk  pengukuran  gerak  bandul, diberikan  variasi  panjang  tali  36  cm,  40  cm,  48  cm,  dan  diayunkan  sebesar  sudut  10 o .  Sedangkan  untuk
Wahid, MA., Tiara, E., Riantin, IR. dan Hamdan AM. 2019. Penggunaa metoda analisis citra… Vol 5 (1), 2019
pengukuran gerak pegas, diberikan variasi beban sebesar 70 gram, 100 gram, dan 250 gram dan pegas ditarik atau diberi simpangan sebesar 3 cm. Pada masing-masing beban untuk pegas dan panjang tali untuk bandul diberi simpangan, kemudian dilepaskan, dan selanjutnya direkam dengan menggunakan kamera dari telepon genggam. Setelah itu, video dipindahkan ke komputer. Dengan menggunakan piranti lunak Free Video to JPG, video dirubah dan dipecahkan menjadi beberapa gambar. Selanjutnya, langkah terakhir adalah menganalisis gerak (perpindahan) terhadap waktu dengan menggunakan piranti lunak image - J.
Gambar  1. Rangkaian  alat  perekaman  gerak  bandul  sederhana.  (1)  bandul  dengan  beban  siap  untuk  diberi simpangan, (2) statik untuk meletakkan bandul, dan (3) kamera.

## 3. Hasil  dan  Pembahasan

## 3.1 Pegas
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  didapatkan,  massa  beban  pada  gerak  harmonik  sederhana  pada  pegas sangat  berpengaruh  dalam  osilasi  pada  pegas  pada  setiap  waktunya.  Gambar  2  menunjukkan  perubahan posisi  beban  pegas  di  setiap  waktu.  Berdasarkan  grafik  tersebut,  kita  juga  dapat  melihat  pengaruh  massa beban  pada  dinamika  pegas.  Osisilasi  yang  terjadi  pada  pegas  sangat  bergantung  pada  massa  beban.  Setiap variasi  beban  yang  berbeda  menunjukkan  perubahan  pada  osilasi  pegas.  Semakin  berat  massa suatu  benda maka  kecepatan  atau  frekuensi  osilasi  pegas  juga  semakin  kecil  artinya  pegas  berosilasi  semakin  lambat, sedangkan periodenya semakin besar. Pada massa 70 gram menunjukkan percepatan gerak pada pegas yang
(a)
(b)
(c)
cukup cepat, sedangkan pada massa 250 gram kecepatan geraknya menjadi lebih kecil dan memiliki rentang
jarak pada grafik lebih lebar  dibandingkan  dengan massa beban  70 gram.
Gambar  2 .  Perubahan  panjang  pegas  terhadap  waktu  pada  (a) m  =  250  gram ,  (b) m  =  100  gram ,  dan  (c) m  = 250 gram

## 3.2 Bandul Sederhana
Grafik  di  bawah  ini  menunjukkan  hubungan  sudut  simpangan  terhadap  waktu  untuk  panjang  tali L sebesar  36 cm.  Gambar  3  memperlihatkan  bahwa,  besar  sudut  simpangan  di  daerah  positif  terletak  pada  waktu  0,24  detik dengan  nilai  simpangan  8,13  derajat,  dan  simpangan  terkecil  terletak  pada  waktu  3,04  detik  dengan  nilai simpangan  0,45  derajat.  Sedangkan  di  daerah  negatif  simpangan  terbesar  terletak  pada  waktu  0,56  detik dengan nilai simpangan  -4,33  derajat dan  simpangan terkecil terletak pada waktu  0,84 dengan nilai  simpangan -0,76 derajat.
Wahid, MA., Tiara, E., Riantin, IR. dan Hamdan AM. 2020. Penggunaa metoda analisis citra… Vol 1 (4), 2020 Mulyadi.abdulwahid@gmail.com
Gambar 3 . Hubungan sudut simpanan dengan waktu untuk l = 36 cm.
Gambar 4 . Hubungan sudut simpanan dengan waktu untuk l = 40 cm.
Gambar  4  memperlihatkan  bahwa,  besar  sudut  simpangan  di  daerah  positif  terletak  pada  waktu  0,08 detik  dengan  nilai  simpangan  11  derajat,  dan  simpangan  terkecil  terletak  pada  waktu  3,76  dan  3,85  detik dengan  nilai  simpangan  0,28  derajat.  Sedangkan  di  daerah  negatif  simpangan  terbesar  terletak  pada  waktu 0,32  detik  dengan  nilai  simpangan  -7,55  derajat  dan  simpangan  terkecil  terletak  pada  waktu  1,84  dan  2,32 detik dengan nilai simpangan -0,14 derajat.
Gambar  5  memperlihatkan  bahwa,  besar  sudut  simpangan  di  daerah  positif  terletak  pada  waktu  0,6  detik dengan  nilai  simpangan  8,42  derajat,  dan  simpangan  terkecil  terletak  pada  waktu  3,84  detik  dengan  nilai simpangan  0,23  derajat.  Sedangkan  di  daerah  negatif  simpangan  terbesar  terletak  pada  waktu  0,84  detik dengan  nilai  simpangan  -3,78  derajat  dan  simpangan  terkecil  terletak  pada  waktu  6  detik  dengan  nilai simpangan -0,8 derajat.
Gambar  6  memperlihatkan  bahwa,  besar  sudut  simpangan  di  daerah  positif  terletak  pada  waktu  1,25  dan 1,46  detik  dengan  nilai  simpangan  11,6  derajat,  dan  simpangan  terkecil  terletak  pada  waktu  8,77  detik  dengan nilai  simpangan  0,45  derajat.  Sedangkan  di  daerah  negatif  simpangan  terbesar  terletak  pada  waktu  0,62  detik dengan  nilai  simpangan  -10,1  derajat  dan  simpangan  terkecil  terletak  pada  waktu  2,29  detik  dengan  nilai simpangan -0,22 derajat.
Wahid, MA., Tiara, E., Riantin, IR. dan Hamdan AM. 2020. Penggunaa metoda analisis citra… Vol 1 (4), 2020 Mulyadi.abdulwahid@gmail.com
Gambar 5 . Hubungan sudut simpanan dengan waktu untuk l = 48 cm.
Gambar 6 . Hubungan sudut simpanan dengan waktu untuk l = 50 cm.

## 4. Kesimpulan
Dengan  melakukan  analisis  menggunakan  Image-J  bisa  menghasilkan  banyak  data  hanya  dengan  sekali eksperimen,  sedangkan  dengan  metode  konvensional  tidak  bisa  menghasilkan  banyak  data.  Dari  data  yang diperoleh  dapat  dilihat  bahwa  lebih  akurat  jika  menganalisis  dengan  menggunakan  piranti  lunak  image-J,  dari grafik  bisa  diketahui  bahwa  piranti  lunak  image-J  mampu  menunjukkan  osilasi  teredam  dan  dapat memperlihatkan  adanya  gangguan  eksternal  yang  terjadi  pada  eksperimen.
Osisilasi  yang  terjadi  pada  pegas  sangat  bergantung  pada  massa  beban  danmengalami  perubahan disetiap  waktunya,  setiap  variasi  beban  yang  berbeda  menunjukkan  perubahan  pada  panjang  pegas.  Dari grafik-grafik  diatas  dapat  kita  lihat  perbedaan  panjang  pegas  disetiap  waktu.  Semakin  berat  massa  suatu benda  maka  gerak  osilasi  pada  pegas  juga  semakin  lambat.  Pada  massa  70  gram  menunjukkan  kecepatan gerak  pada  pegas  yang  cukup  cepat,  sedangkan  pada  massa  270  gram  kecepatan  geraknya  lebih  lambat  dan memiliki  rentang  jarak  pada  grafik  lebih  lebar  dibandingkan  dengan  massa  beban  70  gram.
Wahid, MA., Tiara, E., Riantin, IR. dan Hamdan AM. 2020. Penggunaa metoda analisis citra… Vol 1 (4), 2020
Mulyadi.abdulwahid@gmail.com

## Ucapan  Terimakasih
Terimakasih  kepada  Laboratorium  Pendidikan  Fisika  FTK  UIN  Ar-Raniry  yang  telah  memberi  kesempatan untuk melakukan penelitian ini.

## Keterlibatan Penulis
MAW  melakukan  analisis  data,  menulis  manuskrip  original  dan  menulis  manuskrip  revisi.  ET  dan  IRR merancang  alat  dan  isnturumen,  melakukan  akuisisi  dan  analisis  data.  AMH  memberi  gagasan  pokok  ide penelitian.

## Daftar  Pustaka
Ahmad, B dan Firdaus. 2005. Teknik Pengolahan Citra Digital Menggunakan Delphi . Yogyakata, Andi Publishing. Putra,  B.W.,  Fuah,  A.M.,  Nuraini,  H.,  dan  Priyanto,  R.  2016.  Penerapan  Teknik  Citra  Digital  Sebagai  Metode  Pengukuran Morfometrik  Ternak  pada  Sapi  Bali  dan  Peranakan  Ongole. Jurnal  Ilmu  Pertanian  Indonesia .  Vol.  21(1),  63-68.
Putra,  B.W.,  Fuah,  A.M.,  Nuraini,  H.  dan  Priyanto,  R.  2016.  Penerapan  Teknik  Citra  Digital  Sebagai  Metode  Pengukuran Morfometrik  Ternak  pada  Sapi  Bali  dan  Peranakan  Ongole. Jurnal Ilmu  Pertanian  Indonesia. 21(1),  63-68.
Vito, B., Krisnani, H. dan  Resnawati, R. 2015. Kesenjangan Pendidikan Desa dan  Kota. Prosiding Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat. 2(2), 147-300.