Experimental Analysis of Determination of Earth's Gravitational Acceleration using The Concept of Free-Fall Motion and Conservation of Mechanical Energy

Abstract

ABSTRACT
 Measurements of gravitational acceleration in this study use the concepts of free-fall motion and mechanical energy conservation. The purpose of this study is to compare the values of gravitational acceleration obtained from the two experiments and determine the factors causing deviations from the measurements of the gravitational acceleration value from free-fall motion experiments and the law of mechanical energy conservation. The research method used was a descriptive analysis of primary data in the Applied Physics Laboratory of Politeknik Negeri Bandung. The data was collected using free-fall motion equipment and the law of mechanical energy conservation. Height is the independent variable, and time is the dependent variable. The data were processed using a computer-aided device, and it is obtained the g value with the concept of free-fall and mechanical energy conservation by 9.54 m/s2 and 10.1 m/s2. The deviation of g value in the free-fall motion is because of the presence of magnetic remanence that holds the ball from falling immediately when the time calculator was operated. The t result, which is too large, causes the value of g too small. The result of g deviation in the mechanical energy conservation is caused by determining the location of the light source when the ball is in a stable condition. Meanwhile, in the real measurement, the ball moves as it passes through the light sensor, which results in a large tension force so that the sensor position becomes higher. This results ∆t becomes smaller than the real one so that v becomes too large, and as a consequence, the value of g becomes too large.
 
 RESUMEN
 Las mediciones de la aceleración gravitacional en este estudio utilizan los conceptos de movimiento de caída libre y conservación de la energía mecánica. El propósito de este estudio es comparar los valores de la aceleración gravitacional obtenidos en los dos experimentos y determinar los factores que causan las desviaciones de las mediciones del valor de la aceleración gravitacional de los experimentos de movimiento de caída libre y la ley de conservación de la energía mecánica. El método de investigación utilizado fue un análisis descriptivo de datos primarios en el Laboratorio de Física Aplicada del Politeknik Negeri Bandung. Los datos se recogieron utilizando el equipo de movimiento de caída libre y la ley de conservación de la energía mecánica. La altura es la variable independiente y el tiempo es la variable dependiente. Los datos se procesaron utilizando un dispositivo asistido por ordenador, y se obtiene el valor de g con el concepto de caída libre y conservación de la energía mecánica por 9,54 m/s2 y 10,1 m/s2. La desviación del valor de g en el movimiento de caída libre se debe a la presencia de remanencia magnética que impide que la bola caiga inmediatamente cuando se acciona la calculadora de tiempo. El resultado de t, que es demasiado grande, hace que el valor de g sea demasiado pequeño. El resultado de la desviación de g en la conservación de la energía mecánica es causado por la determinación de la ubicación de la fuente de luz cuando la bola está en una condición estable. Mientras tanto, en la medición real, la bola se mueve al pasar por el sensor de luz, lo que resulta en una gran fuerza de tensión para que la posición del sensor sea mayor. Esto resulta en que ∆t se hace más pequeño que el real de modo que v se hace demasiado grande, y como consecuencia, el valor de g se hace demasiado grande.