I

DAFTAR ISI

Daftar Isi1

Kata Pengantar2

I. PENDAHULUAN3

II. DASAR TEORI4

III. METODE EKSPERIMEN7

IV. HASIL EKSPERIMEN8

A. Data8

B. Grafik13

C. Analisa17

V. PEMBAHASAN20VI. KESIMPULAN22VII. DAFTAR PUSTAKA22KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb

Puji syukur praktikan panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat-Nya yang diberikan sehingga praktikan dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Praktikum Instrumentasi Geofisika untuk melengkapi tugas praktikum akhir semester mata kuliah Instrumentasi Geofisika Fakultas MIPA Program Studi Geofisika. Dalam penyusunan laporan tersebut, praktikan banyak menerima bantuan baik langsung, maupun tidak langsung yang berupa material maupun spiritual.

Sepenuhnya praktikan menyadari tanpa bantuan itu praktikan tidak dapat berbuat apa-apa, oleh sebab itu pada kesempatan ini praktikan menghaturkan terima kasih kepada:

a. Bapak Suparwoto selaku dosen pengajar mata kuliah Instrumentasi Geofisika.

b. M. Iqbal Barata selaku koordinator asisten Praktikum Instrumentasi Geofisika.c. Teman-teman yang memberikan dorongan dalam penyelesaian laporan ini.

d. Pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan namanya, terima kasih atas bantuannya.

Selanjutnya praktikan tidak menutup kemungkinan untuk menerima saran dan kritik yang sifatnya membangun, semoga laporan yang sangat sederhana ini ada manfatnya bagi praktikan sendiri dan pembaca pada umumnya.

Wassalamualaikum Wr.Wb.

Yogyakarta, 11 Juni 2006

PraktikanI. PENDAHULUANPada zaman modern sekarang ini instrumentasi memegang peran yang relatif penting dalam perkembangan teknologi. Instrumentasi juga sangat mendukung dalam penerapan IPTEK dalam kehidupan sehari-hari seperti peralatan-peralatan yang digunakan di bidang Kimia, Fisika, Kedokteran, Teknik dan bidang ilmu lainnya.Dalam Geofisika salah satu bidang ilmu pendukung yang tidak dapat dipisahkan adalah instrumentasi.. Berbagai macam instrumen digunakan untuk mendukung kegiatan Geofisika. Instrumen tersebut dapat berupa peralatan elektronika yang sederhana hingga yang kompleks dan rumit.

Untuk mendapatkan pendalaman materi dan pengetahuan mengenai cara kerja beberapa instrumen geofisika maka dilakukan praktikum Instrumentasi Geofisika di Lab. Geofisika. Melalui kegiatan praktikum tersebut praktikan diharapkan mampu memahami cara kerja beberapa instrumen yang meliputi instrumen untuk benda jatuh bebas, bandul sistematis dan resistivitas. Sehingga jika di masa yang akan datang praktikan menggunakan instrumen-instrumen tersebut tidak akan menemui hambatan.

Salah satu materi dalam praktikum Instrumentasi Geofisika adalah tentang gerak jatuh bebas. Gerak dengan percepatan (hampir) konstan yang sering dijumpai adalah gerak benda jatuh ke bumi. Bila tidak ada gesekan udara, ternyata semua benda yang jatuh pada tempat yang sama dipermukaan bumi mengalami percepatan yang sama, tidak bergantung kepada ukuran, berat maupun susunan benda, dan jika jarak yang di tempuh selama jatuh tidak terlalu besar, maka percepatannya dapat dianggap konstan selama jatuh. Gerak ideal ini yang mengabaikan gesekan udara dan perubahan kecil percepatan terhadap ketinggian, disebut gerak jatuh bebas(Halliday Resnick jilid1).

Pada praktikum Instrumentasi Geofisika praktikan diharapkan dapat menentukan nilai percepatan gravitasi pada suatu tempat berdasarkan gerak jatuh bebas dan bandul sistematis kemudian membandingkan nilai percepatan gravitasi yang diperoleh dengan nilai percepatan gravitasi secara teoritis. Serta menentukan nilai resistivitas dari suatu medium yaitu air dan pasir.II. DASAR TEORI

A.Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Gerak Jatuh Bebas

Percepatan yang dialami benda jatuh bebas disebut percepatan yang disebabkan oleh gravitasi dan diberi simbol g. Didekat permukaan bumi, besarnya kira-kira 32 kaki/s2 atau 9,8 m/s2 atau 980 cm/s2, dan berarah ke bawah menuju pusat bumi.

Kerangka acuan yang dipakai pada percobaan ini adalah kerangka acuan yang diam terhadap bumi, dengan sumbu y positif diambil vertikal keatas. Dengan pilihan ini percepatan gravitasi g dinyatakan dengan sebuah vektor yang berarah vertikal kebawah (menuju pusat bumi) dalam arah sumbu y negatif. Persamaan gerak jatuh bebas yang digunakan adalah :

Vy = Vyo + ayt

Y = Vy dt

Y = Vyot + ayt2Karena pada saat to , nilai Vyo = 0 , maka persamaan diatas menjadi :

Y = 0 + ayt2

Y = ayt2Karena obyek pengamatan adalah benda jatuh bebas, maka persamaan diatas :

Jarak pada arah sumbu y (Y) menjadi vektor ketinggian (h)

Percepatan (ay) menjadi percepatan gravitasi (g) dan.

Sehingga persamaan diatas menjadi :

h = g t2

2h = g t2

t2 = 2h

y = m x

Dimana persamaan y = m x adalah persamaan grafik dengan t2 (ketinggian) sebagai sumbu y serta fungsi waktu 2h sebagai sumbu x. Maka nilai percepatan gravitasi didapat dari

B.Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Bandul Sistematis

y= m x

Dimana persamaan y = m x adalah persamaan grafik dengan T2 ( periode ayunan bandul ) sebagai sumbu y serta l ( panjang tali ) sebagai sumbu x. Lalu gradien garis pada grafik merupakan nilai . Maka nilai percepatan gravitasi diperoleh dari .

C.Menentukan Nilai Resistivitas dari Medium Air dan PasirNilai resistivitas suatu medium merupakan nilai yang menunjukkan tahanan jenis sebuah bahan / material dalam menghantarkan muatan listrik. Dalam hal ini bahan / material dianggap sebagai tahanan murni tanpa menghiraukan pengaruh eksternal.

Air merupakan salah satu contoh bahan/material dengan porositas 100%. Kemampuan ini menyebabkan air mampu membawa muatan listrik yang besar. Hubungan antara tahanan jenis dengan potensial listrik (V) dan kuat arus (I) dirumuskan sebagai berikut :

dimana A = luas penampang material

L = jarak antar elektroda.

Menurut buku Geoscience Instrumentation, air murni H2O memiliki tahanan jenis berkisar antara 20-30 .mIII.METODE EKSPERIMEN

Dalam praktikum Elektronika Geofisika ini dilakukan 3 macam eksperimen, yaitu:

A.Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Gerak Jatuh Bebas

Rangkaian alat pengukur percepatan gravitasi yang terdiri dari :

1. Bola besi

2. Magnet penahan bola besi

3. Statif yang memiliki skala vertikal

4. Sensor waktu (terdapat di statif & posisinya dapat diubah-ubah)

5. Pencatat waktu gerak jatuh bebas (terhubung dengan sensor waktu)

Langkah-langkah eksperimen

a) Hubungkan rangkaian alat pengukur percepatan gravitasi dengan sumber arus kemudian tekan tombol untuk menghidupkan.

b) Posisikan sensor penahan bola besi dengan sensor waktu agar sejajar.

c) Pasang bola besi di magnet penahan bola besi.

d) Tekan tombol start untuk menjatuhkan bola besi.

e) Tangkap bola besi saat sudah melewati sensor waktu.

f) Catat waktu jatuh bola besi yang tertera di layar pencatat waktug) Percobaan terus diulang-ulang dari urutan nomor [4] dengan memvariasikan ketinggian jatuh Bola Besi yakni dengan mengubah kedudukan Sensor Waktu pada statif. Sehingga didapat variasi ketinggian antara 7 50 cm dengan 10 kali percobaan pada masing-masing ketinggian.

B.Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Bandul Sistematis

Rangkaian alat Pengukur Percepatan gravitasi yang terdiri dari :

1. Bandul Besi

2. Statif yang memiliki skala vertikal

3. Sensor waktu (terdapat di bawah bandul)

4. Penahan tali bandul (terdapat di statif & posisinya dapat diubah-ubah)

5. Pencatat waktu/periode gerak bandul (terhubung dengan sensor waktu)

Langkah-langkah eksperimen

a) Hubungkan rangkaian alat pengukur percepatan gravitasi ke sumber arus kemudian tekan tombol untuk mmenghidupkan.

b) Tarik bandul besi dari posisi diam, namun dengan sudut yang tidak terlalu besar.

c) Tekan tombol pencatat waktu ayunan bandul besi.

d) Catat waktu ayunan bandul besi yang tertera di layar pencatat waktu.

e) Percobaan terus diulang-ulang dari urutan nomor [3] dengan memvariasikan posisi penahan tali bandul yakni dengan mengubah kedudukan penahan tali bandul pada statif. Sehingga didapat variasi kedudukan antara 40 80 cm dengan 20 kali percobaan pada masing-masing kedudukan penahan tali bandul.

C.Menentukan Nilai Resistivitas dari Medium Air dan Pasir

Alat dan bahan1. Amperemeter Takeda riken TR6355

2. Sumber arus escort eps-3250

3. Multimeter Heles ux-33

4. Kotak kaca

5. Jepit buaya

6. Kabel

7. Air dan pasir

IV. HASIL EKSPERIMEN

A. Data

1. Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Gerak Jatuh Bebas

Ketinggian h (meter)2h (meter)Waktu t (detik)t (detik)

0.4720.9440.3240.1047

0.4520.9040.3170.1004

0.4320.8640.3100.0961

0.4120.8240.3030.0918

0.3920.7840.2960.0874

0.3720.7440.2890.0835

0.3520.7040.2810.0790

0.3320.6640.2740.0751

0.3120.6240.2660.0708

0.2920.5840.2570.0663

0.2720.5440.2490.0622

0.2420.4840.2360.0557

0.2220.4440.2270.0515

0.1920.3840.2570.0663

0.1720.3440.2490.0622

0.1520.3040.2360.0557

0.1220.2440.1720.0297

0.0920.1840.1520.0232

0.0720.1440.1380.0190

0.0620.1240.1300.0168

Keterangan : Waktu (t) merupakan Waktu rata-rata dari 10 kali percobaan Jatuh Bebas.

2. Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Bandul SistematisPanjang Tali l (meter)Periode T (sekon)Periode T (detik)

0.7781.7703.133

0.7581.7473.051

0.7381.7242.973

0.7181.7002.890

0.6981.6772.812

0.6781.6522.730

0.6581.6292.653

0.6381.6032.571

0.6181.5782.489

0.5981.5522.408

0.5781.5262.330

0.5581.4992.248

0.5381.4712.165

0.5181.4452.087

0.4981.4172.007

0.4781.3881.926

0.4581.3591.847

0.4381.3281.764

0.4181.2991.686

0.3981.2671.606

Keterangan : Periode (T) merupakan Periode rata-rata dari 20 kali percobaan Bandul Sistematis.3. Menentukan Nilai Resistivitas dari Medium Air dan PasirPercoban 1Percobaan 2

Tinggi pemukaan air 4 cm

Tinggi pemukaan air 4 cm

Volume air (cm3) = 675.0

Volume air (cm3) = 600.0

Arus (mA)Arus (A)Tegangan (Volt)Arus (mA)Arus (A)Tegangan (Volt)

3.00.0030-5.152.50.0025-4.71

2.90.0029-4.832.40.0024-4.41

2.80.0028-4.572.30.0023-4.13

2.70.0027-4.342.20.0022-3.88

2.60.0026-4.102.10.0021-3.61

2.50.0025-3.792.00.0020-3.37

2.40.0024-3.591.90.0019-3.10

2.30.0023-3.381.80.0018-2.88

2.20.0022-3.191.70.0017-2.64

2.10.0021-2.981.60.0016-2.43

2.00.0020-2.881.50.0015-2.33

1.90.0019-2.671.40.0014-2.09

1.80.0018-2.481.30.0013-1.84

1.70.0017-2.271.20.0012-1.61

1.60.0016-2.071.10.0011-1.41

1.50.0015-1.881.00.0010-1.24

1.40.0014-1.730.90.0009-1.01

1.30.0013-1.540.80.0008-0.79

1.20.0012-1.340.70.0007-0.60

1.10.0011-1.170.60.0006-0.38

1.00.0010-1.030.50.0005-0.25

0.90.0009-0.860.40.0004-0.04

0.80.0008-0.680.30.00030.15

0.70.0007-0.500.20.00020.35

0.60.0006-0.320.10.00010.55

Percobaan 3

Pasir halus dicampur pasir kasar, jumlah pasir kasar kira-kira 1/20 pasir halus.

JenuhBecek

Tinggi pemukaan pasir 1 cmTinggi pemukaan pasir 13 cmVolume air 55 mLVolume air 90 mL

Volume Pasir (cm3) 150Volume Pasir (cm3) 195

Arus (mA)Arus (A)Tegangan (Volt)Arus (mA)Arus (mA)Tegangan (Volt)

-0.01-0.00001-0.25-0.01-0.00001-0.03

0.000.00000-0.130.000.000000.10

0.010.000010.110.020.000020.34

0.020.000020.370.040.000040.65

0.030.000030.630.060.000060.90

0.040.000040.970.080.000081.15

0.050.000051.070.100.000101.38

0.060.000061.170.120.000121.69

0.070.000071.300.140.000141.96

0.080.000081.600.160.000162.14

0.090.000091.900.180.000182.40

0.100.000102.100.200.000202.68

0.110.000112.400.220.000222.96

0.120.000122.550.240.000243.26

0.130.000132.880.260.000263.50

0.140.000143.140.280.000283.82

0.150.000153.340.300.000304.10

0.160.000163.520.320.000324.26

0.170.000173.800.340.000344.53

0.180.000184.110.360.000364.79

0.190.000194.480.380.000385.19

0.200.000204.790.400.000405.43

Percobaan 4

Pasir kasar dicampur pasir halus, jumlah pasir halus kira-kira 1/20 pasir kasar.

JenuhBecek

Tinggi pemukaan Pasir 1,4cmTinggi pemukaan Pasir 1,5cm

Volume air 55 mLVolume air 80 mL

Volume Pasir (cm3) 210.0Volume Pasir (cm3) 225.0

Arus (mA)Arus (A)Tegangan (Volt)Arus (mA)Arus (A)Tegangan (Volt)

-0.01-0.00001-0.25-0.01-0.00001-0.26

0.000.000000.000.000.00000-0.08

0.010.000010.130.010.000010.09

0.020.000020.330.020.000020.28

0.030.000030.590.030.000030.44

0.040.000040.840.040.000040.60

0.050.000051.180.050.000050.69

0.060.000061.310.060.000060.87

0.070.000071.480.070.000071.10

0.080.000081.690.080.000081.18

0.090.000092.050.090.000091.32

0.100.000102.180.100.000101.46

0.110.000112.430.110.000111.61

0.120.000122.610.120.000121.69

0.130.000132.830.130.000131.71

0.140.000143.010.140.000141.73

0.150.000153.270.150.000151.80

0.160.000163.440.160.000161.93

0.170.000173.560.170.000172.12

0.180.000183.860.180.000182.24

0.190.000192.38

0.200.000202.51

0.210.000212.70

0.220.000222.82

B. Grafik

1. Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Gerak Jatuh Bebas

2.Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Bandul Sistematis

3. Menentukan Nilai Resistivitas dari Medium Air dan Pasira. Medium air

b. Medium pasir

C. Analisa Data1. Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Gerak Jatuh Bebas

Dari persamaan h = g t2

2h = g t2

t2 = 2h

y = m x

Diperoleh nilai gradien garis (m) berdasarkan grafik adalah 0.0977Sedangkan gradien garis (m) = maka ;

Percepatan Gravitasi (g) =

=

Percepatan Gravitasi (g) = 10.24

2.Menentukan Nilai Percepatan Gravitasi Berdasarkan Bandul Sistematis

Dari persamaan :

y = m x

Diperoleh nilai gradien garis (m) berdasarkan grafik adalah 4.0206Sedangkan gradien garis (m) = maka ;

Percepatan Gravitasi (g) =

=

=

EMBED Equation.3 = 9.8190

3. Menentukan Nilai Resistivitas dari Medium Air dan PasirDari persamaan untuk mencari resistivitas ( =

Dimana m : gradien garis A : luas tepi permukaan kotak kaca L : jarak jepit buaya (10cm) a. Medium air

Percobaan 1

( =

= -43.713 .m

Percobaan 2

( =

= -42,848 .m

b.Medium pasir

Percobaan 3, Jenuh( =

= 117,44 .m

Percobaan 3, Becek( =

= 85,88 .m

Percobaan 4, Jenuh

( =

= 152,145 .m

Percobaan 4, Becek

( =

= 93,91 .mV. PEMBAHASANEksperimen 1

Secara teoritis nilai dari percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s2. Sedangkan melalui eksperimen yang menggunakan prinsip gerak jatuh bebas diperoleh nilai percepatan gravitasi sebesar 10,24 m/s2. Hasil ini diperoleh melalui perhitungan rumus dengan metode grafik. Dari grafik diperoleh harga gradien sebesar 0,0977. Harga gradien ini relatif bagus sehingga jika dimasukkan dalam perhitungan untuk mencari nilai g dapat menghasilkan nilai g yang mendekati nilai referensinya.Pada eksperimen 1 praktikan menemui kendala pada saat mengeset alat yang digunakan. Kendalanya yaitu centering alat. Selain itu alat pencatat waktu tidak bekerja dengan baik. Hal ini menyebabkan data waktu yang diperoleh tidak valid sehingga mau tidak mau praktikan harus mengulang lagi eksperimen 1 dengan menggunakan alat yang masih berfungsi dengan baik.

Eksperimen 2

Pada eksperimen 2 menggunakan bandul sistematis yang diayunkan dengan tali yang panjangnya dikurangi secara teratur. Gerakan osilasi yang terjadi semakin cepat berbanding lurus dengan waktu osilasi yang dicatat oleh alat pencatat waktu.Dari eksperimen ini nilai g yang didapat adalah 9,8190 m/s2. Nilai ini sangat mendekati nilai g referensi. Sehingga data yang praktikan peroleh bisa dianggap valid dan perhitungan yang dilakukan relatif tidak terdapat kesalahan.

Secara keseluruhan pada eksperimen 1 praktikan tidak menemui hambatan, baik ketika melakukan praktek di laboratorium maupun pada saat menganalisis data dan melakukan perhitungan untuk menentukan nilai percepatan gravitasi.

Eksperimen 3Percobaan 1 dan 2 dilakukan untuk menentukan resistivitas dari medium air. Langkah-langkah percobaan 1 sama dengan percobaan 2. Hanya saja volume air pada percobaan 2 ditambah.

Resistivitas medium air (H2O) yang menjadi referensi nilainya berkisar antara 20-30 .m. Nilai resistivitas yang diperoleh dari percobaan 1 dan 2 adalah sebesar -43.713 .m dan -42,848 .m. Kedua nilai resistivitas ini tidak masuk dalam kisaran nilai referensinya. Nilai resistivitas tersebut berharga negatif karena dipengaruhi oleh data yang diperoleh. Sedangkan data yang diperoleh dapat dipengaruhi oleh setingan alat.Percobaan 3 dan 4 menggunakan medium pasir untuk diukur resistivitasnya.

Percobaan 3 memakai pasir jenis halus yang divariasi kondisinya menjadi jenuh dan becek. Sesuai dengan mandat dari asisten, pasir halusnya di campur dengan sedikit pasir kasar (perbandingan 1/20).Nilai resistivitas dari medium pasir jenuh sebesar 117,44 .m. Sedangkan dari medium pasir becek sebesar 85,88 .m. Resistivitas pasir jenuh ternyata lebih besar dari pasir becek. Hal ini disebabkan faktor air yang terkandung dalam pasir. Pasir yang memiliki kandungan air lebih banyak akan lebih bersifat sebagai konduktor sehingga harga resistivitasnya lebih kecil.Percobaan 4 menggunakan pasir jenis kasar yang dicampur pasir halus dengan perbandingan dan variasi kondisi yang sama seperti pada percobaan 3. Hasil dari perhitungan yaitu resistivitas pasir dengan kondisi jenuh 152,145 .m dan resistivitas pasir dengan kondisi becek 93,91 .m. Hasil ini bila dibandingkan dengan nilai resistivitas pasir halus-kasar dalam kondisi jenuh maupun becek nilainya lebih besar. Hal ini kemungkinan disebabkan karena pada pasir kasar-halus mempunyai pori/rongga antar partikel-partikel pasir yang lebih besar dibandingkan dengan rongga yang ada pada pasir halus-kasar. Rongga tersebut akan terisi oleh udara sehingga dapat menjadi tahanan/hambatan bagi arus listrik.VI.KESIMPULAN

Beberapa kesimpulan yang diperoleh dari eksperimen yang telah dilakukan, adalah:

1. Nilai percepatan gravitasi (g) berdasarkan gerak jatuh bebas yaitu 10,24 m/s22. Nilai percepatan gravitasi berdasarkan bandul sistematis yaitu 9,8190 m/s23. Nilai Resistivitas dari medium air adalah sebesar -43.713 .m dan -42,848 .m4. Nilai Resistivitas dari medium pasir, meliputi:a) Pasir halus-kasar jenuh sebesar 117,44 .mb) Pasir halus-kasar becek sebesar 85,88 .m.

c) Pasir kasar-halus jenuh sebesar 152,145 .md) Pasir kasar-halus becek sebesar 93,91 .mVII.DAFTAR PUSTAKA Hallilday, David, 1985, Fisika, Jilid 1, PT Gelora Aksara Pratama, IndonesiaSantoso, Djoko, 2002, Pengantar Teknik Geofisika. Penerbit ITB, Indonesia

Staf Lab. Fisika Dasar, 2005, Panduan Praktikum Fisika Dasar Semester 2, Lab. Fisika Dasar, Jurusan Fisika, FMIPA, UGM, YogyakartaWolf, E A and Mercanti, 1973, Geoscience Instrumentation. John Willey & Sons, Inggris EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE 1

_1211132583.unknown

_1211816954.unknown

_1211817586.unknown

_1211817888.unknown

_1211817965.unknown

_1211817175.unknown

_1211437512.unknown

_1211640707.unknown

_1211816671.unknown

_1211640742.unknown

_1211640683.unknown

_1211222055.unknown

_1211132136.unknown

_1211132465.unknown

_1211132477.unknown

_1211132453.unknown

_1211132383.unknown

_1209240184.unknown

_1209240374.unknown

_1209240445.unknown

_1211131911.unknown

_1209240556.unknown

_1209240408.unknown

_1209240261.unknown

_1209236965.unknown

_1209237209.unknown

_1209236420.unknown

_1209236455.unknown

_1209146659.unknown