1 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

Konstanta Pegas
(M6)
Annisa Arrida, Frans S.H. Sianipar, Maulida F, Nanda Avisya dan Benny Ansari, Andi Ichsan Mahardika,
M.Pd

Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan PMIPA, FKIP UNLAM LAMBUNG MANGKURAT

JL. Brigjen Hasan Basri, Banjarmasin, 70123

E – mail :info@unlam.ac.id

Abstrak - Percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk getaran. Kata getaran bisa juga disebut gerak
megetahui nilai konstanta pegas dengan cara dinamis harmonis. Waktu untuk melakukan satu kali getaran
dan cara statis. Pada percobaan ini dilakukan dua adalah periode.
kegiatan, kegiatan pertama mengukur nilai konstanta
pegas dengan cara statis dan kegiatan kedua mengukur Dari latar belakang diatas, kita dapat
nilai konstanta dengan cara dinamis. Dengan metode mengambil rumusan masalah yaitu “Bagaimanakah
memanipulasi massa beban yaitu sebesar (50 ± 1) 𝟏𝟎−𝟑
memahami konsep getaran selaras pada pegas? dan
kg , (60 ± 1) 𝟏𝟎−𝟑 kg, (70 ± 1) 𝟏𝟎−𝟑 kg, (80 ± 1) 𝟏𝟎−𝟑 kg,
“Berapakah nilai tetapan pegas secara statis dan
(90± 1) 𝟏𝟎−𝟑 kg dan didapat nilai konstanta pegas pada
dinamis?”
kegiata pertama sebesar (8.92 ± 0.25) 𝑵⁄𝒎 ,(8.57 ±
0.20) 𝑵⁄𝒎 ,(7.77±0.15) 𝑵⁄𝒎 , (7.61±0.13) 𝑵⁄𝒎 Adapun tujuan dari percobaan adalah
(7.50±0.11) dan nilai konstata pegas pada kegiatan memahami konsep getaran selaras pada pegas dan
kedua sebesar (5.96 ± 0.14) 𝑵⁄𝒎, (6.00 ± 0.11) 𝑵⁄𝒎, cara menentukan tetapan pegas dengan cara statis
(6.05 ± 0.10) 𝑵⁄𝒎, (5.46 ± 0.08) 𝑵⁄𝒎, (5.74 ± 0.07) dan dinamis.
𝑵⁄ . Nilai konstanta pegas yang didapat pada
𝒎
percobaan tidak sama, hal ini dikarenakan beberapa II KAJIAN TEORI
faktor.
Elastisitas adalah sifat benda yang
Kata kunci – Dinasmis, konstanta pegas, statis. cenderung mengembalikan keadaaan kebentuk
semula setelah mengalami perubahan bentuk karena
I PENDAHULUAN
pengaruh gaya dari luar. Salah satu benda yang

P egas adalah salah satu contoh dari benda memiliki sifat elastisitas adalah pegas. ketika suatu
elastis. Jika pegas ditarik, pegas akan berubah benda akan mengalami deformasi (perubahan
bentuk menjadi semakin panjang. Ketika ukuran atau bentuk karena mendapat gaya). Apabila
tarikan pada pegas dilepaskan , pegas akan kembali sebuah gaya F diberika pada pegas panjang akan
kebentuk semula. Jika beberapa pegas ditarik berubah. Jika gaya diperbesar, maka hubungan
dengan gaya yang sama, pertambahan pegas akan antara perpanjangan pegas dengan gaya yang
berbeda. Perbendaan ini disebabkan karena diberikan dapat digambarkan seperti pada gambar 1
kateristik setiap benda pegas. Kateristk suatu pegas
ini dinyatakan dengan konstanta pegas. Saat benda
pegas bergerak dari titik terbawah sampai ketitik
terbawah lagi, berarti benda melakukan satu kali
2 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

Table 1. modulus elastisitas pada benda

No Bahan Modulus young

1 Aluminium 0.7 x 1011 𝑁⁄𝑚2
2 Kuningan 0.91 x 1011 𝑁⁄𝑚2
3 Tembaga 1.1 x 1011 𝑁⁄𝑚2
4 Gelas 0.55 x 1011 𝑁⁄𝑚2
5 Besi 0.91 x 1011 𝑁⁄𝑚2
Gambar 1. Grafik keelastisitasan pegas 6 Timah 0.16 x 1011 𝑁⁄𝑚2
7 Nikel 2.1 x 1011 𝑁⁄𝑚2
daerah plastis adalah daerah yang tidak memiliki
elastisitas. Berdasarkan gambar diatas, garis lurus 8 Baja 2 x 1011 𝑁⁄𝑚2
OA menunjukan besarnya gaya F yang sebanding 9 Tungseng 3,6 x 1011 𝑁⁄𝑚2
dengan pertambahan panjang x. Pada bagian ini
pegas dikatakan meregggang secara linear. Jika F
diperbesar lagi, hingga melampaui titik A, garis tidak Sebuah pegas akan bergerak periodik ketitik
lurus lagi, namu masih bisa kembali kebentuk a ketiti b dan kembali lagi ketitik a. hal ini terjadi
semula.Apabila F diperbesar lagi sampai melewati karena pegas mempunyai gaya pemulih. Gerak
titik B , pegas bertambah panjang dan tidak kembali periodik yang dialami pegas sama dengan gerak
ketempat semula, itu disebut batas elastisitas. Jika F pada ayunan sederhana sehingga gerak pada pegas
diperbesar sampai melalui titik c maka akan putus.[1] disebut getaran harmonik. Besar simpangan
getaran pegas sama dengan pertambahan panjang
Dalam pembahasan mengenai elastisitas, peas. Pertambahan panjang pada pegas sebanding
maka akan ditemukan pengertian stress (tegangan) dengan besar gaya yang bekerja. Pernyataan ini
dan strai (regangan). Gaya yang bekerja persatuan dikenal dengan hukum hooke dan dirumuskan
luas penampang disebut tegangan. Secara sebagai berikut
matematis tegangan dapat ditulis sebagai berikut
F = -k ∆k (4)
𝐹
𝜎= (1)
𝐴 Tanda (-) negatif menunjukkan bahwa arah
Dan perbandingan antar pertambahan gaya pemulih yang senantiasa menuju ke titik
panjang mula mula disebut strai atau renggangan. kesetimbanganselalu berlawanan dengan arah gaya
Secara matematis dapat ditulis penyebabnya atau aarah simpangannya.

∆𝑙
𝜀= (2)
𝑙0
Konstanta pada persamaan 4 disebut
Perbandingan antara renggangan dan konstanta perbandinan atau konstanta pegas.
renggangan adalah modulus elastisitas . secara untuk merenggangkan pegas dengan simpangan
sistematis ditulis sejauh x terhadap titik b, kita harus meberi gaya
𝜎 luar sebesar F = k x dengan demikian , makin besar
𝛾=
𝜀 nilai tetapan pegas maka (k) makin besar gaya yang
𝐹𝑙 kita perlukan untuk merenggangkan pegas dengan
𝛾= (3)
𝐴∆𝑙 simpangan tertentu.jadi, apabila suatu pegas
memiliki konstanta pegas (k) yang besar maka
pegas tersebut semakin kaku. Nilai konstanta suatu
pegas dapat dicari melalui persamaan
3 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

K = m 𝜔2 (5)

Ket: 𝜔= kecepatan getaran pada pegas [2]

Benda dikatakan melakukan getaran pada

saat benda tersebut bergerak dari titik terbawah
sampai titik terbawah lagi. Gerakan tersebut
dinamakan gerakan periodik. Contoh dari gerak
periodik adalah gerak benda yang digantungan
pada pegas (gambar 2) jika pada benda bergetar
massa benda diperhitungkan dan juga percepatan
Gambar 3. Pegas yang melakukan gerak
maka keadaan ini dapat dikaitkan dengan hukum II
harmonik
Newtown yaitu
Periode(T) adalah waktu yang dibutuhkan
F = m a atau
pegas untuk melakukan satu kali getaran bolak balik
F = - m 𝜔2 A sin 𝜔 t (6)[3] dari O-A-B-O, sedangkan frekuensi adalah kebalikan
dari periode.

1
F= (9)
𝑇

1
T= (10)
𝑓

Periode dan frekuensi getaran dapat

diperoleh dari persamaan gaya pemulih dan hukum
II Newton tentang gerak yaitu

F =-ky = ma

Gambar 2. Pegas dengan beban Oleh karena itu pada gerak harmonik y = A
sin 𝜔t dan a = 𝜔2y persamaan ditulis menjadi
Jika pegas dengan beban seperti pada
gambar 2 diusik yaitu dengan memberi sedikit 1 𝑘
F= √ (11)
2𝜋 𝑚
simpangan ke bawah, maka pegas akan mengalami
𝑚
getaran selaras. Pada getaran selaras t = 0 Dan T = 2𝜋√ (12)[5]
𝑘
simpangan maksimum = A, maka memenuhi
persamaan simpangan Benda yang bergerak harmonik memiliki
energy potensial dan energy kinetic. Jumlah kedua
X = A cos 𝜔 t (7) 1
energy ii disebut energy mekanik. Karena Ek =
2
Turunan kedua terhadapa waktu dari m𝑣𝑦 2 dan 𝑣𝑦 = A 𝜔 cos 𝜔t maka
persamaan (7) menghasilkan
1
Ek = m ( A 𝜔 cos 𝜔t)2
2
𝑑2𝑥 2
𝑑𝑡 2 = -𝜔 A cos 𝜔t
1
= m A2 𝜔2 cos2 𝜔t
2
= -𝜔2 x (8)[4]
1
Atau EK = K A2cos2𝜔t (13)
2
4 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

Besar gaya yang bekerja pada getaran

harmonik selalu berubah. Secara matematis energi
potesial gerak harmonik diuliskan

1
Ep = k y2
2

Energi mekanik suatu benda yang bergetar

harmonik tidak tergantung waktu dan tempat.
Energi mekanik dituliskan

Em = Ekmaks = Epmaks

1 1 Gambar 5 .Beban
= m𝜔2A2= KA2 (13)[6]
2 2

Pada pegas terdapat susunan pegas, yaitu

seri, parallel, dan mekanik

Pada susunan seri

1 1 1 1
= + + +… (14)
𝑘𝑠𝑒𝑟𝑖 𝑘1 𝑘2 𝑘3

Pada susunan parallel

Ktot = k1 + K2 (15)[2]
Gambar 6. Statif dengan Klem
Manfaat pegas dalam sehari hari adalah
pegas pada setir keudi, pegas pada kendaraan
bermotor, mesin penggerak arloji dan banyak lagi.

III METODE PERCOBAAN

Pada percobaan ini kita memerlukan alat

dan bahan yaitu 1 buah pegas yang berbentuk spiral,
1 set beban, 1 buah statif dengan klem, 1 buah
mistar dan 1 buah stopwatch, 1 buah neraca digital.

Gambar 7. Stopwatch

Gamba 4 . Pegas berbentuk spiral

Gambar 8. Penggaris
5 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

Langkah pertama yang dilakukan pada

kegiatan pertama adalah membuat sistem seperti
pada gambar 9 dan catat panjang panjang pegas.
lalu menggantungkan beban pada ujung pegas
seperti gambar 9 selanjutnya mengukur
pertambahan panjang pegas ( selisih panjang pegas
akhir dengan panjang pegas awal). Menambahkan
beban pada pegas kemudian mengukur
pertambahan panjang pegas. Lalu mengulangi
langkah diatas dengan menambah sedikit bebaban
beberapa kali.

Pada kegiatan kedua yang dilakukan

Gambar 9. Neraca digital dan beban
pertama tama adalah membuat sistem seperti
Adapun rumusan hipotesis pada cara statis gambar dengan beban tertentu dan diusahkan agar
adalah semakin besar massa beban yang diberikan, ketika diusik system pegas dapat bergetar harmonik.
maka semakin besar pula panjang simpangan pegas. Mengusik beban kemudian mengukur waktu untuk
dan pada cara dinamis adalah semakin besar massa 10 getaran. Lalu mengulangi langkah diatas dengan
beban maka semakin besar pula periode atau waktu. menambah sedikit beban beberapa kali

Dalam percobaan ini dilakukan dua kegiatan

yaitu menentukan nilai tetapan pegas dengan cara
statis dan menentukan nilai tetapan pegas dengan
cara dinamis. Dalam kegiatan pertama menggunakan
tiga variabel yaitu variabel manipulasi, variabel
Kontrol dan variabel respon. Variabel manipulasi
yaitu mengubah massa beban sebasar (50 ± 1) 10−3
kg , (60 ± 1) 10−3 kg, (70 ± 1) 10−3 kg, (80 ± 1)
10−3 kg, (90± 1) 10−3 kg. Variabel kontrol pada
percobaan ini yaitu selama percobaan menggunakan
panjang awal pegas sebesar (14.5 ± 0.05) 10−2 m.
Dan variabel respon adalah menghitung
pertambahan panjang pegas menggunakan mistar.

Adapun variabel-variabel yang digunakan

pada kegiatan kedua yaitu variabel manipulasi,
variabel Kontrol dan variabel respon. Variabel Gambar 10. Rangkaian alat
manipulasi yaitu mengubah massa beban sebesar
(50 ± 1) 10−3 kg , (60 ± 1) 10−3 kg, (70 ± 1) 10−3 Adapun teknik analisnya adalah
kg, (80 ± 1) 10−3 kg, (90± 1) 10−3 kg. Variabel
1. Cara statis
kontrol yaitu selama percobaan menggunakan
- Konstanta pegas
pegas berjenis alumunium, jumlah getaran pegas 𝑚𝑔
K=- → g = konstan
sebanyak 10 getaran, dan panjang awal pegas 𝑥
−1
sebesar (14.5 ± 0.05) 10−2 m. Dan variabel kontrol K = - m𝑥
yaitu menghitung waktu untuk 10 kali getaran
dengan stopwatch. - Derajat ketidak pastian konstanta
pegas
6 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

∆𝑚 ∆𝑥
∆k = ( + )k
𝑚 𝑥

∆k
KR = x 100%
𝑘

DK = 100% - KR

- PF = ( k ± ∆k )

2. Dinamis
4𝜋
K = m ( 2) → 𝜋 = kostan Gambar 11. Grafik hubungan massa dengan panjang
𝑇
−2
K=mT simpangan
∆𝑚 2∆𝑇
∆k = ( + )k
𝑚 𝑇 Setelah data hasil pengamatan diperoleh,
∆k kemudian diproses melalui rambat ralat diperoleh
KR = x 100%
𝑘 hasil perhitungan nilai konstanta pegas berturut
DK = 100% - KR turut yaitu sebesar (8.92 ± 0.25) 𝑁⁄𝑚 dengan KR
sebesar 5.47% dan DK sebesar 94.58%, (8.57 ± 0.20)
PF = ( k ± ∆k ) 𝑁⁄ dengan KR sebesar 2.38% dan DK sebesar
𝑚
97.62%, (7.77±0.15) 𝑁⁄𝑚 dengan KR sebesar 1.98%
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
dan DK sebesar 98.02 % , (7.61±0.13) 𝑁⁄𝑚 dengan
Pada percobaan kedua terdapat dua KR sebesar 1.72% dan DK sebesar 98.27%,
kegiatan yaitu mengukur nilai konstanta pegas (7.50±0.11) dengan KR sebesar 1.52% dan DK
dengan cara statis dan mengukur nilai konstanta sebesar 98.48%.
dengan cara dinamis
Table 3. Hasil percobaan cara dinamis
Dalam kegiatan pertama dilakukan
percobaan sebanyak lima kali dengan massa beban Percb (m ± ∆m) (x ± ∆x) T
Ke
dibuat berbeda - beda diperoleh data seperti yang
1 (50 ± 1) 10−3 kg (14.5 ± 0.05) 10−2 0.575
disajikan pada tabel di bawah ini : m
2 (60 ± 1) 10−3 kg (14.5 ± 0.05) 10−2 0.628
Table 2. Hasil percobaan cara statis m
3 (70 ± 1) 10−3 kg (14.5 ± 0.05) 10−2 0.675
Perc. (m ± ∆m) (x ± ∆x) m
ke 4 (80 ± 1) 10−3 kg (14.5 ± 0.05) 10−2 0.760
1 (50 ± 1) 10 kg −3 −2
(5.60 ± 0.05) 10 m m
2 (60 ± 1) 10−3 kg (7.00 ± 0.05) 10−2 m 5 (90 ± 1) 10−3 kg (14.5 ± 0.05) 10−2 0.786
m
3 (70 ± 1) 10−3 kg (9.00 ± 0.05) 10−2 m
4 (80 ± 1) 10−3 kg (10.00 ± 0.05) 10−2 m
5 (90 ± 1) 10−3 kg (12.00 ± 0.05) 10−2 m
7 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

Dalam percobaan ini dapat dipahami

getaran selaras adalah gerak bolak bolak yang di
akibat dari usikkan yaitu memberikan simpangan
kebawah pada pegas.

Dari percobaan pertama, cara statis untuk

variabel manipulasi adalah massa beban. Dengan
𝑚𝑔
menggunakan persamaan K = untuk mencari
𝑥
∆𝑚 ∆𝑥
konstanta pegas, dan ∆k = ( + ) k untuk mencari
𝑚 𝑥
ketidak pastian konstanta pegas didapat hasil
Gambar 12 .Grafik hubungan antara massa dengan
𝑁
berturut turut sebesar (8.92 ± 0.25) ⁄𝑚 ,(8.57 ±
periode
0.20) 𝑁⁄𝑚 ,(7.77±0.15) 𝑁⁄𝑚 , (7.61±0.13) 𝑁⁄𝑚
Setelah data hasil pengamatan dinamis (7.50±0.11).
diperoleh, kemudian diproses melalui rambat ralat
diperoleh hasil perhitungan nilai konstanta pegas Dan dari percobaan kedua, cara dinamis
cara dinamis berturut turut yaitu sebesar (5.96 ± untuk variabel manipulasi adalah massa beban.
4𝜋
0.14) 𝑁⁄𝑚 dengan KR sebesar 2.34% dan DK sebesar Dengan menggunakan persamaan K = m ( 2 ) untuk
𝑇
97.66%, (6.00 ± 0.11) 𝑁⁄𝑚dengan KR sebesar 1.98% menentukan konstanta pegas dan ∆k = (
∆𝑚 2∆𝑇
+ ) k
𝑚 𝑇
d DK sebesar 98.02%, (6.05 ± 0.10) 𝑁⁄𝑚 dengan KR didapat konstanta pegas berturut turut sebesar (5.96
sebesar 1.72 % dan DK sebesar 98.28%, (5.46 ± 0.08) ± 0.14) 𝑁⁄𝑚, (6.00 ± 0.11) 𝑁⁄𝑚 (6.05 ± 0.10) 𝑁⁄𝑚
𝑁⁄ dengan KR sebesar 1.51% dan DK sebesar
𝑚 (5.46 ± 0.08) 𝑁⁄𝑚 (5.74 ± 0.07) 𝑁⁄𝑚.
98.49%, (5.74 ± 0.07) 𝑁⁄𝑚 dengan KR sebesar
1.36% dan DK sebesar 99.64% . Dari percobaan yang kami lakukan terlihat
nilai konstanta pegas yang didapat dengan dua cara
Pada kegiatan pertama dapat di buktikan sangatlah berbeda padahal pegas yang kami
bahwa semakin berat beban yang digunakan maka gunakan sama, ini menyatakan bahwa percobaan
pegas semakin panjang. Dan semakin besar massa yang kami lakukan belum berhasil. Penyebab dari
beban maka periode atau waktu yang dibutuhkan nilai konstata pegas cara statis dan cara dinamis
semakin lama. Dan Nilai konstanta pegas yang tidak sama dikarenakan beberapa faktor yaitu alat
didapat pada percobaan cara statis dan cara dinamis yang digunakan saat praktikum tidak bekerja dengan
tidak sama, ini menyatakan bahwa percobaan yang sempurna, kesalahan praktikan yang tidak teliti
kami lakukan belum berhasil. Penyebab dari hasil dalam pengambilan data seperti tidak teliti dalam
cara statis dan dinamis tidak sama dikarenakan melihat alat ukur yang digunakan, dan keadaan
beberapa faktor yaitu alat yang digunakan saat lingkungan yang tidak mendunkung seperti angina
praktikum tidak bekerja dengan sempurna, yang berhembus kencang.
kesalahan praktikan yang tidak teliti dalam
pengambilan data seperti tidak teliti dalam melihat Dan pada percobaa menunjukan bahwa
alat ukur yang digunakan hipotesis benar yaitu pada statis dinyatakan semakin
besar massa beban yang diberikan, maka semakin
V. SIMPULAN besar pula panjang simpangan pegas. dan pada cara
dinamis dinyatakan semakin besar massa beban
Percobaan ini bertujuan untuk memahami
maka semakin besar pula periode atau waktu.
konsep getaran selaras pada pegas dan
menentukamn tetapan pegas dengan cara statis dan
dinamis.
8 Laboratorium Fisika FKIP UNLAM Banjarmasin

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan rasa syukur kepada Allah SWT
karena berkat rahmatNya penulis dapat
menyelesaikan laporan ini dengan lancar. Penulis
juga mengucapkan terimakasih kepada Benny Ansari
selaku asisten praktikum selama pengambilan data
dan membimbing dalam pembuatan laporan. Dan
untuk teman-teman satu kelompok praktikum yang
telah membantu banyak hal dalam menyelesaikan
laporan ini. Serta tidak lupa ucapan terimakasih
ditujukan kepada kedua orang tua yang selalu
mendukung dan mendoakan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Haryadi, Bambang. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI.

Jakarta : Pusat Pembukuan Dinas Pendidikan

[2] Siswanto dan sukaryadi. 2009. SMA /MA Fisika 2 Kelas XI.
Jakarta : Pusat Pembukuam Dinas Pendidikan

[3] Sarwono, Sunarroso, dan suyatman. SMA / MA Fisika 2Mudah

dan Sederhana. Jakarta : Pusat Pembukuam Dinas Pendidikan

[4] Tim Dosen Fisika. 2015. Modul Praktikum Fisika Dasar II.
Banjarmasin: FKIP UNLAM.

[5] Saripudin, Aip, Rustiawan, Dudi dan Suganda, Adit. 2009. Fisika
SMA/MA untuk Kelas XI. Jakarta : Pusat Pembukuam Dinas
Pendidikan

[6] Nurachmandani, setya. 2009. Fisika 2 untuk SMA /MA Kelas XI.
Jakarta : Pusat Pembukuam Dinas Pendidikan