Simulasi Sistem Katrol Ganda Bermassa menggunakan VBA EXCEL

Simulasi Sistem Katrol Ganda Bermassa menggunakan VBA Excel

Berawal dari keresahan sahabat-sahabat fisika di semua kalangan tentang konsep fisika yang rumit dan membosankan membuat saya termotivasi untuk membangun kembali pemikiran sahabat-sahabat tentang fisika dengan melihat perspektif lain fisika. Dengan melihat fenomena-fenomena pengajaran fisika yang monoton, saya mencoba untuk membangkitkan kembali pemikiran sahabat-sahabat fisikawan dengan berimajinasi dan berinovasi dengan konsep fisika melalui simulasi. Seperti kata Ilmuan Hebat yang Sahabat Kenal, Albert Einstein. "Nalar hanya akan membawa anda dari A menuju B, namun imajinasi mampu membawa Anda dari A ke manapun". Nah pada tulisan ini teman-teman akan melihat perspektif lain fisika. simulasi yang digunakan menggunakan aplikasi Microsoft Excel yang terinstal di komputer para sahabat semua. Berikut ini saya akan menuliskan tutorial konsep fisika yang dapat sahabat coba. dan melalui tulisan ini saya berharap sahabat dapat tertarik untuk membuat hal serupa tentang konsep fisika dan membangkitkan kembali belajar fisika Sahabat-Sahabat Fisika cakep semua....

Berikut ini cara pembuatan simulasi pembuatan katrol Ganda bermassa (Mesin Atwood).

konsep katrol ganda bermassa atau yang sering disebut mesin atwood dapat sahabat-sahabat pelajari pada konsep mekanika lagrange 

A. Persamaan Sistem katrol Ganda bermassa

Mesin Atwood ganda diperlihatkan pada gambar. Nampak bahwa sistem tersebut mempunyai dua derajat kebebasan. Kita akan menyatakan konfigurasi sistem dengan koordinat x dan x'. Massa katrol dalam hal ini diabaikan (untuk menyederhanakan persoalan).

persamaan geraknya dapat dituliskan dengan :

Solusi Persamaannya yaitu :

Untuk mempelajari lebih jauh Sahabat dapat mempelajari pada link :

http://farside.ph.utexas.edu/teaching/336k/Newtonhtml/node79.html atau 

https://ucscphysicsdemo.wordpress.com/physics-5a6a/u/ 

https://people.ifm.liu.se/irina/teaching/sem1.pdf

B. Pembuatan Simulasi Sistem katrol Ganda bermassa

1.  Pembuatan Parameter awal system katrol ganda pada spreadsheets excel dapat dilihat pada Gambar berikut:

langkah awal yang harus dilakukan adalah membuat input data atau parameter awal. parameter

awal adalah besaran-besaran yang harus ditetapkan nilai dan dapat diganti atau dirubah.

Keterangan Gambar :

a)      Cell B2 diberi nama “HK1_”

b)      Cell B3 diberi nama “m1_”

c)      Cell B4 diberi nama “m2_”

d)      Cell B5 diberi nama “m3_”

e)      Cell B6 diberi nama “L0_

f)       Cell B7 diberi nama “L1_”

g)      Cell B8 diberi nama “L2_”

h)      Cell B9 diberi nama “L00_”

i)        Cell B10 diberi nama “L11_”

j)        Cell B11 diberi nama “L22_”

k)      Cell B12 diberi nama “g_”

l)        Cell B13 diberi nama “dt”

m)    Cell B14 diberi nama “rk1_”

n)      Cell B15 diberi nama “rk2_”

2.  Hasil pembuatan data katrol 1 pada spreadsheets excel dapat dilihat pada Gambar  berikut:

Keterangan Gambar

a)    Cells A3:A23 memiliki nilai 0 sampai 360 dengan beda 18⁰.

b)   Cell B3 menggunakan rumus [=rk1_*COS(RADIANS(A3))] dan Cells B4:B23 merupakan copy rumus dari Cell B3.

c)    Cell C3 menggunakan rumus [=rk1_*SIN(RADIANS(A3))] dan Cells C4:C23 merupakan copy rumus dari Cell C3.

d)   Keterangan b dan c bertujuan untuk membentuk lingkaran berjari-jari 3 (satuan panjang)

e)    Cell D3 menggunakan rumus [=B3] dan Cells D4:D23 merupakan copy rumus dari Cell D3.

f)     Cell E3 menggunakan rumus [=C3+HK1_] dan Cells E4:E23 merupakan copy rumus dari Cell E3.

g)   Keterangan d dan e bertujuan untuk membentuk posisi tinggi katrol 1.

Ketika grafik cells B3:B23 sebagai sumbu x dan cells C3:C23 sebagai sumbu y di plot dengan

menggunakan XY (scatter) chart, maka akan menghasilkan grafik bentuk lingkaran katrol 1,

seperti pada gambar

3.  Hasil pembuatan data katrol 2 pada spreadsheets excel dapat dilihat pada Gambar berikut:

Keterangan gambar 

a)        Cells A27:A47 memiliki nilai 0 sampai 360 dengan beda 18⁰.

b)        Cell B27 menggunakan rumus [=rk2_*COS(RADIANS(A27))] dan Cells B28:B47 merupakan copy rumus dari Cell B27.

c)        Cell C27 menggunakan rumus [=rk2_*SIN(RADIANS(A27))] dan Cells C28:C47 merupakan copy rumus dari Cell C27.

d)        Keterangan b dan c bertujuan untuk membentuk lingkaran berjari-jari 2 (satuan panjang)

e)        Cell D27 menggunakan rumus [=B27+rk1_] dan Cells D28:D47 merupakan copy rumus dari Cell D27.

f)         Cell E27 menggunakan rumus [=C27+hk2_-1] dan Cells E28:E47 merupakan copy rumus dari Cell E27.

g)        Keterangan d dan e bertujuan untuk membentuk posisi tinggi katrol 2.

Ketika grafik cells B27:B47 sebagai sumbu x dan cells C27:C47 sebagai sumbu y di plot

dengan menggunakan XY (scatter) chart, maka akan menghasilkan grafik bentuk lingkaran

katrol 2, seperti pada gambar 

4.    Hasil pembuatan data benda 1 pada spreadsheets excel dapat dilihat pada Gambar berikut:

Keterangan Gambar 

a)    Keterangan a,b dan c bertujuan untuk membentuk titik koordinat benda 1.

b)   Cell E52:E57 memiliki nilai 180.

c)    Cell F52 menggunakan rumus [=rk1_*COS(RADIANS(E52))-B52+0,5] dan Cells F53:F57 merupakan copy rumus dari Cell F52.

d)   Cell G52 menggunakan rumus [=C52+h_b1-0,5] dan Cells G53:G57 merupakan copy rumus dari Cell G52.

Ketika grafik cells B52:B57sebagai sumbu x dan cells C52:C57 sebagai sumbu y di plot dengan menggunakan XY (scatter) chart, maka akan menghasilkan grafik bentuk benda 1, seperti pada gambar 

5.       Hasil pembuatan data benda 2 pada spreadsheets excel dapat dilihat pada Gambar berikut:

 Keterangan Gambar :

a)    Keterangan a,b dan c bertujuan untuk membentuk titik koordinat benda 2.

b)   Cell E61:E66 memiliki nilai 180.

c)    Cell F61 menggunakan rumus [=rk2_*COS(RADIANS(E61))+B61-0,5+$D$49] dan Cells F62:F66 merupakan copy rumus dari Cell F61.

d)   Cell G61 menggunakan rumus [=C61+h_b2-1] dan Cells G62:G66 merupakan copy rumus dari Cell G61.

Ketika grafik cells B61:B66 sebagai sumbu x dan cells C61:C66 sebagai sumbu y di plot dengan menggunakan XY (scatter) chart, maka akan menghasilkan grafik bentuk benda 2, seperti pada gambar 

6.      Hasil pembuatan data benda 3 pada spreadsheets excel dapat dilihat pada Gambar berikut:

 Keterangan Gambar 

a)    Keterangan a,b dan c bertujuan untuk membentuk titik koordinat benda 3.

b)   Cell E70:E75 memiliki nilai 0.

c)    Cell F70 menggunakan rumus [=rk2_*COS(RADIANS(E70))+B70-0,5+$D$49] dan Cells F71:F75 merupakan copy rumus dari Cell F70.

d)   Cell G70 menggunakan rumus [=C70+h_b3-1] dan Cells G71:G775 merupakan copy rumus dari Cell G70.

Ketika grafik cells B70:B75 sebagai sumbu x dan cells C70:C75 sebagai sumbu y di plot dengan menggunakan XY (scatter) chart, maka akan menghasilkan grafik bentuk benda 3, seperti pada gambar :

Gambar Benda 3

7.       Hasil pembuatan data simulasi katrol ganda pada spreadsheets excel dapat dilihat pada Gambar berikut:

C. Penerapan Macro VBA

1. pembuatan tombol-tombol peubah variabel pada parameter input

2. Pembuatan Tombol Run/Pause

Berikut ini Hasil Solusi analitik (turunan persamaan)mesin atwood serta File M.s Excel yang bisa sahabat Download

"Selamat Mencoba, Semoga Sukses"

"Jelajahi Dunia, Tembus Lalu Balikan"

Syahrul, M.G.