BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Jika Anda menarik sebuah pegas untuk melatih otot dada Anda, pegas berubah bentuk, yaitu makin panjang. Ketika tarikan pada pegas Anda lepaskan, pegas akan segera kembali ke bentuk awalnya. Perhatikan anakanak yang menaruh batu kecil pada karet ketapelnya dan menarik karet tersebut sehingga bentuk karet berubah. Ketika anak tersebut melepaskan tarikannya, karet akan melontarkan batu ke depan dan karet ketapelnya segera kembali ke bentuk awalnya. Pegas dan karet adalah contoh benda elastis. Tetapi jika segumpal tanah liat basah diletakkan di atas meja horisontal ditekan dengan telapak tangan Anda, maka tanah liat tersebut akan berubah bentuk seperti apa yang Anda inginkan. Tanah liat tersebut bukan benda elastis. Pada praktikum ini, kita akan mengetahui apakah benda yang kita pakai dalam praktikum mempunyai sifat elastis atau tidak. Selain itu, kita juga dapat mengetahui besarnya regangan dan tegangan yang terjadi pada benda tersebut ketika diberi beban dan ketika beban itu dikurangi. 1.2 Tujuan •
Mampu membedakan pengertian tegangan dan regangan.
•
Mampu menentukan modulus elastisitas (E) dari suatu batang kayu dengan cara pelenturan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan (dibebaskan). Benda yang kembali ke bentu awalnya segera setelah gaya luar dihilangkan disebut benda plastis. Contohnya karet gelang, mistar plastik, pegas, dll. Sedangkan benda yang tidak kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar dihilangkan disebut benda tak plastis atau plastis. Contohnya tanah liat atau lempung, adonan tepung kue, plastisin atau lilin mainan, dll. Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampangnya (A). Tegangan adalah besaran scalar dan Gaya
memiliki satuan atau pascal (Pa). Tegangan = Luas penampang
atau
σ=
F . A
Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang ∆L dengan panjang awalnya L. Karena pertambahan panjang ∆L dan panjang awal L adalah besaran yang sama, regangan e tidak memiliki satuan atau dimensi. Regangan = Pertambaha n panjang ∆L atau e = Panjang mula - mula L
Modulus elastis (E) suatu bahan didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami bahan. Modulus elastis juga disebut modulus Young (diberi lambang Y) untuk menghargai Thomas Young. Satuan SI untuk tegangan adalah
atau Pa, sedangkan regangan e
σ = tidak memiliki satuan. Sesuai dengan persamaan tersebut, maka E = e
F A ∆L L0
Modulus elastis sejumlah bahan yang umum digunakan dalam keseharian dan teknologi.
Jika kita substitusikan tegangan dan regangan ke dalam persamaan yang kedua, kita peroleh hubungan antara gaya tarik F dengan modulus elastis E. Rumus modulus elastisitas dengan cara pelenturan :
Keterangan : f = pelenturan (cm) B = berat beban (dyne) L = panjang batang antara dua tumpuan (cm) E = modulus elastisitas (N/m²) b = lebar batang (cm) h = tebal batang (cm) I = momen inersia linier batang terhadap garis netral ( Berikut nilai modulus Young untuk berbagai macam bahan :
Bahan Besi (gips) Baja Kuningan Aluminium Beton Batu bata Marmer Granit Nilon Tulang (tungkai)
Nilai modulus Young E (N/m2) 100 x 109 200 x 109 100 x 109 70 x 109 20 x 109 14 x 109 50 x 109 45 x 109 5 x 109 15 x 109
BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Alat 1. Meja 2. Dua buah tumpuan 3. Skala cermin 4. Beban dan kedudukan beban 5. Kait yang dilengkapi garis rambut 3.2 Bahan Tiga buah batang kayu yang berbeda geometri 3.3 Prosedur 1. Panjang, lebar, dan tebal masing-masing batang kayu diukur. 2. Alat-alat disusun seperti gambar. 3. Kedudukan garis rambut pada keadaan setimbang tanpa beban dibaca dan dicatat. 4. Beban ditambahkan. Setiap penambahan beban dibaca dan kedudukan garis rambut dicatat. 5. Beban dikurangi. Setiap pengurangan beban dibaca dan kedudukan garis rambut dicatat. 6. Data dicatat pada tabel.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Percobaan Batang I (panjang = 100 cm, lebar = 1,5 cm, tebal = 1,5 cm) Mass a (g) 0 500 1.00 0 1.50 0 2.00 0 2.50 0 3.00 0
B=m.98 0 (dyne) 0 490.000
(cm ) 6,3 6,5
(cm ) 6,3 6,4
980.000
6,7
1.470.0 00 1.960.0 00 2.450.0 00 2.940.0 00
6,3 6,45
∆f (cm ) 0 0,1
6,6
6,65
0,1
6,9
6,8
6,85
0,1
7,0
7,0
7,0
0
7,1
7,1
7,1
0
7,2
7,2
7,2
0
(cm)
E (dyne/cm²)
(dyne/cm²)
0
Batang II (panjang = 100 cm, lebar = 1,9 cm, tebal = 1,0 cm) Mass a (g) 0 500 1.00 0 1.50 0 2.00 0 2.50 0 3.00 0
B=m.98 0 (dyne) 0 490.000
(cm ) 6,2 6,4
(cm ) 6,2 6,6
980.000
6,6
1.470.0 00 1.960.0 00 2.450.0 00 2.940.0 00
6,2 6,5
∆f (cm ) 0 0,2
7,0
6,8
0,4
7,1
7,4
7,25
0,3
7,4
7,7
7,55
0,3
7,8
7,9
7,85
0,1
8,0
8,0
8,0
0
(cm)
E (dyne/cm²)
0
(dyne/cm²)
Batang III (panjang = 100 cm, lebar = 0,9 cm, tebal = 0,9 cm) Mass a (g) 0 500 1.00 0 1.50 0 2.00 0 2.50 0 3.00 0
B=m.98 0 (dyne) 0 490.000
(cm ) 6,7 7,1
(cm ) 6,7 7,3
980.000
7,8
1.470.0 00 1.960.0 00 2.450.0 00 2.940.0 00
6,7 7,2
∆f (cm ) 0 0,2
8,0
7,9
0,2
8,2
8,5
8,35
0,3
8,5
9,0
8,75
0,5
8,9
9,2
9,05
0,3
9,4
9,4
9,4
0
( cm)
adalah nilai f ketika batang ditambahkan beban. adalah nilai f ketika batang dikurangi beban.
E (dyne/cm²)
0
(dyne/cm²)
Grafik pada batang I 3500000 3000000 2500000 2000000 B 1500000 1000000 500000 0
Line 1
6,3
6,65
7
frata-rata
Grafik pada batang II
7,2
3500000 3000000 2500000 2000000 B 1500000 1000000 500000 0
Line 1
6,2 6,8 7,55
8
frata-rata
Grafik pada batang III 3500000 3000000 2500000 2000000 B 1500000 1000000 500000 0
Line 1
6,7
7,9
8,75
frata-rata
4.2 Pembahasan
9,4
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan • Tegangan adalah hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat
dengan luas penampangnya (A). Satuannya adalah Pascal (Pa). Tegangan
=
Gaya Luas penampang
atau
σ=
F . A
• Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang
∆L dengan panjang awalnya L. Karena pertambahan panjang ∆L dan panjang awal L adalah besaran yang sama, regangan e tidak memiliki Pertambaha n panjang
∆L
satuan atau dimensi. Regangan = Panjang mula - mula atau e = L
• Cara menentukan modulus elastisitas (E) dari suatu batang kayu dengan cara pelenturan :
5.2 Saran • Sebaiknya sebelum praktikum, setiap orang sudah memahami dengan baik konsep dan prinsip dalam modulus elastisitas, tegangan dan regangan, serta bagaimana caranya pembacaan skala noniusnya. •
Dalam praktikum, sebaiknya menggunakan alat-alat yang masih
baik dan fungsional, sehingga data yang didapatkan pada praktikum ini akurat.
DAFTAR PUSTAKA Kanginan, Marthen. 2007. Fisika Untuk SMA Kelas XI Semester I. Cimahi : Erlangga Zaida. 2010. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jatinangor : Fakultas Teknologi Industri Pertanian Universitas Padjadjaran
