MODULUS YOUNG (M.1)
I.
TUJUAN DAN OBYEK PERCOBAAN Adapun tujuan praktikum ini, yaitu : • Untuk menentukan elastisitas dari bahan besi, kayu, dan kuningan. • Untuk menentukan Modulus Young suatu bahan yaitu besi, kayu, dan kuningan. • Untuk menyelesaikan soal-soal sehubungan dengan penerapan Modulus Young. Obyek percobaan yang digunakan dalam percobaan ini adalah batang besi, kayu, dan kuningan.
II.
TINJAUAN TEORI 2.1 Modulus Young Modulus Young adalah perbandingan antara tegangan dan regangan. Modulus Young sering juga disebut sebagai modulus elastisitas atau modulus perenggangan. Modulus Young adalah penyerongan dari kurva tegangan dan regangan. Kurva tegangan dan regangan sering kali tidak berbentuk garis lurus, yang menandakan bahwa terjadinya perubahan pada besar regangan dari suatu benda. Berikut ini adalah contoh kurva yang menunjukkan Modulus Young :
Gambar 2.1 Kurva yang menunjukkan Modulus Young Material yang kaku, seperti besi, memiliki modulus young yang besar. Umumnya Fiber juga memiliki modulus young yang besar dan memiliki nilai elastomer yang kecil. Modulus Young dapat juga dituliskan sebagai berikut :
Modulus Young =
Tegangan Regangan
Jika ada benda yang bersifat elastis dengan panjang tertentu kemudian ditarik dengan gaya tertentu yang mengakibatkan pertambahan panjang benda tersebut maka berlaku hubungan :
Gambar 2.2 Pertambahan panjang suatu benda
Dimana :
L0
= Panjang mula-mula (m)
d
= Diameter lingkaran (m)
ΔL
= Pertambahan panjang (m)
r
= Jari-jari lingkaran (m)
A
= Luas penampang (m2)
2.1.1 Tegangan (Stress) Tegangan merupakan gaya per unit luas dari material yang menerima gaya tersebut.
σ=
Dimana :
F A
F
= Gaya (N)
A
= Luas Penampang (m2)
Unit dari tegangan adalah sama dengan tekanan yang dialami oleh suatu material. Kita dapat menggunakan Pascal (Pa) untuk menguraikannya sebagai unit dari tegangan. Dalam literatur polimer, tegangan sering kali ditampilkan dalam satuan Psi (Pounds per square inch) dimana 1 Mpa = 145 Psi.
Gambar 2.3 Benda yang mengalami Tegangan
2.1.2 Regangan (Strain) Regangan adalah merupakan ukuran perubahan dari panjang dari suatu material. Ketegangan biasanya ditampilkan dengan dua cara : •
Elongation ε=
L −1 Lo
•
Extension Ratio α=
L Lo
Gambar 2.4 Benda yang mengalami Regangan
Dimana
:
L0
= Panjang mula-mula (m)
L
= Panjang akhir (m)
Gambar 2.5 Kurva Tegangan dan Regangan
Pada kurva dapat dilihat bahwa, tegangan yang ditampilkan dengan elongation. Kurva stress dan strain merupakan ukuran dengan alat yang digunakan dalam percobaan tegangan benda. Dapat dilihat bahwa pada saat terjadi perpanjangan regangan pada material, maka akan
terjadi patahnya material. Bila gaya diberikan pada balok tersebut memberikan tegangan tarik, maka balok tersebut juga mengalami perubahan bentuk yang disebut regangan. Lo ∆L F
F
L Gambar 2.6 Perubahan bentuk balok akibat Regangan
Regangan tarik =
Dimana :
L0
= Panjang mula-mula (m)
L
= Panjang akhir (m)
ΔL
= Pertambahan panjang (m)
Regangan tekan dapat didefinisikan dengan cara sama, dengan ∆L sebagai pengurangan panjang. Terjadinya regangan dikarenakan tekanan hidrostatis disebut regangan volume :
Dimana :
V
= Volume benda (m3)
ΔV
= Pertambahan volume benda (m3)
2.2 Elastisitas dan Plastisitas Hubungan antara setiap jenis tegangan dengan regangan yang bersangkutan penting peranannnya dalam cabang fisika yang disebut teori elastisitas pada ilmu kekuatan bahan di bidang engineering. Apabila suatu jenis tegangan dilukiskan grafiknya terhadap regangannya, ternyata bahwa diagram tegangan dan regangan yang kita peroleh berbeda-beda bentuknya menurut jenis bahannya. Dua bahan yang termasuk jenis bahan yang sangat penting dalam ilmu dan teknologi dewasa ini ialah logam dan karet yang divulkanisir.
Gambar 2.7 Sebuah diagram tegangan dan regangan suatu logam kenyal yang mendapat tarikan
Di bagian awal kurva (sampai regangan yang kurang dari 1%), tegangan dan regangan adalah proporsional sampai titik a (batas proporsionalnya) tercapai. Hubungan proporsional antara tegangan dan regangan dalam daerah ini disebut Hukum Hooke. Mulai a sampai b tegangan dan regangan tidak proporsional, tetapi walaupun demikian, bila beban ditiadakan di sembarang titik antara 0 dan b, kurva akan menelusuri jejaknya kembali dan bahan yang bersangkutan akan kembali kepada panjang awalnya. Maka dikatakanlah bahwa dalam daerah 0 dan b, bahan itu elastis atau memperlihatkan sifat elastis dan titik b dinamakan batas elastis.
Nilai Modulus Young hanya bergantung pada jenis benda, tidak tergantung pada ukuran atau bentuk benda. Adapun Modulus Young benda yang bisa digunakan adalah sebagai berikut : Tabel 2.2.1 Nilai Modulus Young Pada Beberapa Benda Modulus Young ( E )
No.
Jenis Benda
1.
Aluminium
(N/m2) 7,0 x 1010
2.
Baja
20 x 1010
3.
Besi
21 x 1010
4.
Beton
2,3 x 1010
5.
Nikel
21 x 1010
6.
Tembaga
11 x 1010
7.
Besi tuang
10 x 1010
8.
Kuningan
10 x 1010
9.
Granit
4,5 x 1010
2.3 Hukum Hooke Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam bidang ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah benda. Besarnya gaya Hooke ini secara proporsional akan berbanding lurus dengan jarak pergerakan benda dari posisi normalnya. Robert Hooke pada tahun 1676, mengusulkan suatu hukum fisika menyangkut pertambahan panjang sebuah benda elastik yang dikenai oleh suatu gaya. Menurut Hooke, pertambahan panjang berbanding lurus dengan gaya yang diberikan pada benda. Besar gaya pemulih F berbanding lurus dengan simpangan x dari benda yang direntangkan atau ditekan dari posisi setimbang (posisi setimbang ketika x = 0).
Secara matematis, Hukum Hooke dapat ditulis sebagai berikut : F=-kx Dimana :
F
= Gaya yang bekerja (N)
k
= Konstanta gaya (N/m)
x
= Pertambahan panjang (m)
Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah yang berlawanan dengan simpangan x. Ketika benda ditarik ke kanan maka x bernilai positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah). Sebaliknya jika benda ditekan, x berarah ke kiri (negatif), sedangkan gaya F bekerja ke kanan. Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke yaitu, jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis benda, pertambahan panjang benda berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.
III.
ALAT DAN BAHAN 1.
Dua batang penyangga bahan
2.
Cermin skala
3.
Beban digantung dengan jarum penunjuk
4.
Beban pemberat : a.
1 kg, 5 buah, satu dengan kail dan kawat penunjuk
b.
0,5 kg, 4 buah, satu dengan kail dan kawat penunjuk
c.
50 gr, 4 buah, satu dengan kail dan kawat penunjuk
5.
Jangka sorong
6.
Batang kayu, besi, dan kuningan masing-masing satu batang
7.
Kertas Milimeter Block
IV.
PROSEDUR PERCOBAAN 1.
Jarak antara ujung-ujung kedua penyangga diukur sebagai L.
2.
Batang diletakkan di atas penyangga dengan beban digantung di tengah-tengah.
3.
Diperiksakan dahulu kepada pembimbing.
4.
Beban ditimbang berturut-turut secara teratur masing-masing : a. 1 kg untuk batang besi sampai 5 kg. b. 0,5 kg untuk batang kuningan sampai 2 kg. c. 50 gram untuk batang kayu sampai 200 gram.
5.
Setelah dicapai beban maksimum, beban dikurangi satu persatu dan dicatat kedudukan kawat penunjuk.
V.
HASIL PENGAMATAN V.1 Pengukuran jarak antara kedua ujung penyangga (L) Tabel 5.1 Pengukuran jarak kedua penyangga No. 1. 2. 3. 4. 5.
Pengukuran Ke I II III IV V
5.2 Hasil Pengamatan Besi • L0 besi = 100 cm = 1 m
Hasil Pengukuran (cm) 98 98 98 98 98
• d besi = 1 cm = 0,01 m
Tabel 5.2.1
saat penambahan beban pada batang besi
Ukuran Panjang Saat Beban
Massa/Beban (kg) 1 2 3 4 5
Tabel 5.2.2
Massa/Beban
I 1 1,4 1,8 2 2,4
Ditambahkan (mm) II III IV 1 1 1 1,4 1,3 1,4 1,7 1,8 1,7 2 2 1,9 2,4 2,4 2,4
ΣΔL V 1 1,4 1,7 2 2,4
5 6,9 8,7 9,9 12
1 1.38 1,74 1,98 2,4
saat pengurangan beban pada batang besi
Ukuran Panjang Saat Beban Dikurangkan
ΣΔL
I
II
(mm) III
1
1,6
1,6
1,6
1,6
1,5
7,9
1,58
2
1,4
1,3
1,2
1,2
1,2
6,3
1,26
3
1,3
1,3
1,1
1,2
1,1
6
1,2
4
1
1
1
1
1
5
1
5
0,8
0,8
0,7
0,7
0,7
3,7
0,74
(kg)
5.3 Hasil Pengamatan Kayu • L0 kayu
= 100 cm = 1 m
• Lebar kayu
= 2 cm = 0,02 m
• Tinggi kayu
= 1 cm = 0,01 m
IV
V
Tabel 5.3.1
saat penambahan beban pada kayu
Ukuran Panjang Saat Beban
Massa/Beban (gram) 50 100 150 200
Tabel 5.3.2
I 1,4 1,4 1,4 1,6
50 100 150 200
ΣΔL V 1,2 1,4 1,4 1,2
1,16 1,3 1,34 1,44
Ukuran Panjang Saat Beban I 1,4 1,4 1 0,8
Dikurangkan (mm) II III IV 1,2 1,4 1,2 1,2 1,4 1,2 0,8 1 1 0,6 0,8 0,6
ΣΔL V 1,3 1,2 0,8 0,6
5.4 Hasil Pengamatan Kuningan • L0 kuningan
= 151 cm = 1,51 m
• d kuningan
= 1 cm = 0,01 m
Tabel 5.4.1
5,8 6,5 6,7 7,2
saat pengurangan beban pada kayu
Massa/Beban (gram)
Ditambahkan (mm) II III IV 1,2 1 1 1,3 1,2 1,2 1,4 1,2 1,3 1,4 1,6 1,4
saat penambahan beban pada kuningan
6,5 6,4 4,6 3,4
1,3 1,28 0,92 0,68
Ukuran Panjang Saat Beban
Massa/Beban (kg)
I 3,2 3,4 4,4 4,8 6
1 2 3 4 5
Tabel 5.4.2
V 2,6 4 4,6 5 6
I 5,2 5,2 4,4 3,6 3,2
1 2 3 4 5
ΣΔL
Dikurangkan (mm) II III IV 5,4 5,4 5,5 4,8 4,8 4,6 4,6 4,2 4,4 3,2 3,4 3,6 3,2 2,8 2,6
V 5,4 4,8 4 3,6 2,2
ANALISA / PENGOLAHAN DATA 6.1 Ralat a. Modulus Young pada Besi Penambahan panjang pada batang besi
Y
3 3,76 4,5 4,82 6,16
Ukuran Panjang Saat Beban
(kg)
•
15 18,8 22,5 24,1 30,8
saat pengurangan beban pada kuningan
Massa/Beban
VI.
ΣΔL
Ditambahkan (mm) II III IV 3,8 2,8 2,6 3,8 3,8 3,8 4,5 4,6 4,4 4,7 4,8 4,8 6,2 6,2 6,4
(N m ) (N m ) 2
2
Y-
(N m ) 2
26,9 24,2 21,6 17,4 14
5,38 4,84 4,32 3,48 2,8
(N m ) 2
1,27x 108 1,85x108 2,2 x 108 2,57 x 108 2,65 x 108
2,11 x 108 2,11 x 108 2,11 x 108 2,11 x 108 2,11 x 108
-0,84 x 108 -0,26 x 108 0,09 x 108 0,47 x 108 0,54 x 108
0,7056 x 1016 0,0676 x 1016 0,0081 x 1016 0,2209 x 1016 0,2916 x 1016 = 1,2938 x 1016
Ralat nisbi Ralat Kebenaran = 100% - 11,8% = 88,2%
•
Pengurangan panjang pada batang besi
Y
(N m ) (N m ) 2
2
Y-
(N m ) 2
(N m ) 2
0,806 x108 2,00 x108
3,93 x 108 3,93 x 108
-3,12 x 108 -1,93 x 108
9,7344 x 1016 3,7294 x 1016
3,18 x108 3,93 x 108 5,09 x108 3,93 x 108 8 8,62 x10 3,93 x 108 = 37,368 x 1016
-0,75 x 108 1,16 x 108 4,69 x 108
Ralat nisbi Ralat Kebenaran = 100% - 35% = 65 %
b. Modulus Young pada Kuningan •
Panambahan panjang pada batang kuningan
Y
(N m ) (N m ) 2
2
Y-
(N m ) 2
0,5625 x 1016 1,3456 x 1016 21,9961 x 1016
(N m ) 2
0,67 x108 1,02 x108 1,28 x108 1,59 x108 1,6 x108
1,23 x 108 1,23 x 108 1,23 x 108 1,23 x 108 1,23 x 108
-0,56 x 108 -0,21 x 108 0,05 x 108 0,36 x 108 0,37 x 108
0,3136 x 1016 0,0441 x 1016 0,0025 x 1016 0,1296 x 1016 0,1369 x 1016 = 0,6267 x 1016
N/m2 Ralat nisbi Ralat Kebenaran = 100% - 14,4% = 85,6 %
• Pengurangan panjang pada batang kuningan
Y
(N m ) (N m ) 2
2
Y-
(N m ) 2
(N m ) 2
0,36 x108 0,79 x108 1,28 x108 1,59 x108 1,6 x108
1,12 x 108 1,12 x 108 1,12 x 108 1,12 x 108 1,12 x 108
-0,76 x 108 -0,33 x 108 0,16 x 108 0,47 x 108 0,46 x 108
Ralat nisbi Ralat Kebenaran = 100% - 21% = 79%
c. Modulus Young pada Kayu • Penambahan panjang pada batang kayu
0,5776 x 1016 0,1089 x 1016 0,0256 x 1016 0,2209 x 1016 0,2116 x 1016 = 1,1446 x 1016
Y
(N m ) (N m ) 2
2
Y-
(N m ) 2
(N m ) 2
0,71x 105 1,3 x105 1,9x105 2,3 x105
1,55 x 105 1,55 x 105 1,55 x 105 1,55 x 105
-0,84 x 105 -0,25 x 105 0,35 x 105 0,75 x 105
Ralat nisbi Ralat Kebenaran = 100% - 22% = 78%
• Pengurangan panjang pada batang kayu
0,7056 x 1010 0,0625 x 1010 0,1225 x 1010 0,5625x 1010 = 1,4531 x 1010
Y
(N m ) (N m ) 2
2
Y-
(N m ) 2
(N m ) 2
4,9x105 2,7x105 1,3x105 0,6x105
2,4x 105 2,4x 105 2,4x 105 2,4x 105
2,5 x 105 0,3 x 105 -1,1 x 105 -1,8 x 105
Ralat nisbi = Ralat Kebenaran = 100% - 39% = 61%
6.2 Perhitungan
6,25 x 1010 0,09 x 1010 1,21 x 1010 3,24 x 1010 = 10,79x 1010
1. Perhitungan data untuk batang besi a. Untuk beban 1 kg Diketahui
:
= 100 cm = 1 m F0
= 1 kg . 10
A
=
m = 10 N s2
. 3,14. (0,01)2 = 0,0000785 m2 = 7,85 x 10-5 m2
=
= 1 mm = 1 x 10-3 m
Ditanya
:
Y
= ........ ?
Jawab
:
Y
= =
L0 ⋅ F0 A ⋅ ∆L 1m ⋅10 N 0,0000785 m 2 .0,001m
= 1,27 x 108 N
m2
Dengan melakukan cara yang sama pada data seterusnya, maka diperoleh hasil sebagai berikut : •
Penambahan beban pada batang besi
Massa (kg)
F (N)
A (m2)
L0 (m)
1 2 3 4 5
10 20 30 40 50
0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785
1 1 1 1 1
(m) 0,001 0,00138 0,00174 0,00198 0,0024
Y
(N m ) 2
1,27 x 108 1,85 x 108 2,2 x 108 2,57 x 108 2,65 x 108
•
Pengurangan beban pada batang besi
Massa (kg)
F (N)
A (m2)
L0 (m)
1 2 3 4 5
10 20 30 40 50
0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785
1 1 1 1 1
(m) 0,00158 0,00126 0,0012 0,001 0,00074
2. Perhitungan data untuk batang kuningan a. Untuk beban 1 kg Diketahui
:
L0
= 1,51 m
F0
= 1 kg . 10
A
= =
m = 10 N s2
. 3,14. (0,01)2 = 0,0000785 m2
= 0,003 m Ditanya
:
Y
= .......... ?
Jawab
:
Y
=
L0 ⋅ F0 A ⋅ ∆L
=
1,51m ⋅10 N 0,0000785m 2 .0,003m
= 0,64 x 108
Y
(N m ) 2
0,806 x108 2,00 x108 3,18 x108 5,09 x108 8,62 x108
Dengan melakukan cara yang sama pada data seterusnya, maka diperoleh hasil sebagai berikut : • Penambahan beban pada batang kuningan
•
Massa (kg)
F (N)
A (m2)
1 2 3 4 5
10 20 30 40 50
0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785
(m) 0,003 0,00376 0,0045 0,00482 0,00616
L0 (m)
1,51 1,51 1,51 1,51 1,51
Y
(N m ) 2
0,64 x 108 1,02 x 108 1,28 x 108 1,59 x 108 1,56 x 108
Pengurangan beban pada batang kuningan
Massa (kg)
F (N)
A (m2)
1 2 3 4 5
10 20 30 40 50
0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785 0,0000785
3. Perhitungan untuk batang kayu Diketahui
:
L0
= 100 cm = 1 m = 0,00116 m
(m) 0,00538 0,00484 0,00432 0,00348 0,0028
L0 (m)
1,51 1,51 1,51 1,51 1,51
Y
(N m ) 2
6,9 x 108 1,11 x 108 1,28 x 108 1,59 x 108 1,79 x 108
m
= 50 gram = 0,05 kg
g
= 10 m/s2
p
= 100 cm = 1 m
l
= 2 cm = 0,02 m
t
= 1 cm = 0,01 m
L0
= 100 cm = 1 m
F0
= 0,05 kg . 10
A
= 2 (p x l) + 2 (p x t) + 2 (l x t)
a. Untuk beban 0,05 kg Diketahui
:
m = 0,5 N s2
= 2 (1 x 0,02) + 2 (1 x 0,01) + 2 (0,02 x 0,01) = 0,0604 m 2 = 1,16 mm = 0,00116 m Ditanya
:
Y
= ......... ?
Jawab
:
Y
= =
L 0 ⋅ F0 A ⋅ ∆L
1m ⋅ 0,5 N 0,0604m 2 ⋅ 0,00116m
= 0,71 x 105 N
m2
Dengan melakukan cara yang sama pada data seterusnya, maka diperoleh hasil sebagai berikut : • Penambahan beban pada batang kayu
Massa (kg)
F (N)
A (m2)
(m)
0,05 0,1 0,15 0,2
0,5 1 1,5 2
0,0604 0,0604 0,0604 0,0604
0,00116 0,0013 0,00134 0,00144
L0 (m)
1 1 1 1
Y
(N m ) 2
0,71 x 105 1,3 x 105 1,9 x 105 2,3 x 105
• Pengurangan beban pada batang kayu
VII.
Massa (kg)
F (N)
A (m2)
(m)
0,05 0,1 0,15 0,2
0,5 1 1,5 2
0,0604 0,0604 0,0604 0,0604
0,00116 0,0013 0,00134 0,00144
L0 (m)
1 1 1 1
Y
(N m ) 2
0,6 x 105 1,3 x 105 2,7 x 105 4,9 x 105
PEMBAHASAN Modulus Young adalah perbandingan antara tegangan dan regangan. Modulus Young sering juga disebut sebagai modulus elastisitas atau modulus perenggangan. Pada percobaan Modulus Young ini bertujuan untuk menentukan elastisitas dari bahan besi, kayu, dan kuningan. Adanya elastisitas benda maka berhubungan dengan hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam bidang ilmu fisika yang terjadi karena sifat
elastisitas dari sebuah benda. Besarnya gaya Hooke ini secara proporsional akan berbanding lurus dengan jarak pergerakan benda dari posisi normalnya. Percobaan ini dilakukan tiga kali percobaan dengan jenis beban yang berbeda, yaitu pada besi, kuningan dan kayu. Sebelum ketiga benda tersebut diujicobakan, karakteristik masing-masing benda diukur dahulu. Pada batang besi diperoleh panjang awal sepanjang 1 m dan diameternya 0,01 m. Kemudian pada batang kuningan, dapat diukur panjangnya yaitu 1,51 m dan diameternya 0,01 m. Batang kayu setelah diukur, didapatkan panjang awal kayu sepanjang 1 m, lebarnya 0,02 m serta tinggi 0,01 m. Masing-masing benda tersebut dilakukan percobaan dengan diberikan massa beban yang berbeda. Pertama yaitu pada besi dengan beban 1 kg sampai 5 kg dikaitkan pada batang besi yang kemudian diamati titik pertambahan panjangnya sebanyak lima kali pada masing-masing beban. Kedua yaitu pada batang kuningan dengan beban 1 kg sampai 5 kg, dimana percobaan ini dilakukan sebanyak lima kali dengan masing-masing percobaan diamati titik pertambahan panjangnya sebanyak lima kali. Ketiga yaitu pada batang kayu dilakukan lima kali percobaan dengan massa beban 0,05 kg sampai 0,2 kg yang diamati titik penambahan panjangnya masingmasing sebanyak lima kali. Sehingga diperoleh data hasil pengamatan pada batang besi dengan rata-rata penambahan panjang pada percobaan pertama sepanjang 1 x 10-3 m, percobaan kedua 1,38 x 10-3 m, percobaan ketiga 1,74 x 10-3 m, percobaan keempat 1,98 x 10-3 m dan percobaan kelima 2,4 x 103
m. Rata-rata dari pengurangan panjang pada batang besi pada percobaan pertama 1,58 x 10 -3 m,
percobaan kedua 1,26 x 10-3 m, percobaan ketiga 1,2 x 10-3 m, percobaan keempat 1 x 10-3 m, dan percobaan kelima 0,74 x 10-3 m. Untuk batang kuningan diperoleh rata-rata penambahan penjang yaitu pada percobaan pertama penambahan sepanjang 3 x 10-3 m, percobaan kedua 3,76 x 10-3 m, percobaan ketiga 4,5 x 10-3 m, percobaan keempat 4,82 x 10-3 m, dan percobaan kelima 6,16 x 10-3 m. Rata-rata dari pengurangan panjang pada batang kuningan pada percobaan pertama yaitu 5,38 x 10-3 m, percobaan kedua 4,84 x 10-3 m, percobaan ketiga 4,32 x 10-3 m, percobaan keempat 3,48 x 10-3 m, dan percobaan kelima 2,8 x 10-3 m. Kemudian untuk percobaan pada batang kayu didapatkan data rata-rata penambahan panjang kayu yaitu percobaan pertama penambahan sepanjang 1,16 x 10-3 m, percobaan kedua 1,3 x 10-3 m, percobaan ketiga 1,34 x 10-3 m, dan percobaan keempat 1,44 x 10-3 m. Rata-rata dari pengurangan panjang pada batang kuningan pada percobaan pertama yaitu 1,3 x 10 -3 m,
percobaan kedua 1,28 x 10-3 m, percobaan ketiga 0,92 x 10-3 m, dan percobaan keempat 0,68 x 10-3 m. Dari data hasil pengamatan tersebut lalu dianalisis untuk menghitung Modulus Young. Kemudian diperoleh hasil pada percobaan pada batang besi Modulus Young sebesar 2,11 x 108 N/m2, pengurangan panjang nya yaitu 3,93 x 108 N/m2. Rata-rata Modulus Young pada pertambahan panjang batang kuningan yaitu 1,23 x 10 8 N/m2, rata-rata pengurangan panjang pada batang kuningan yaitu 1,12 x 108N/m2. Kemudian rata-rata Modulus Young pada pengurangan panjang batang kayu yaitu 1,55 x 10 5 N/m2 , rata-rata Modulus Young pada penguranga panjang batang kayu yaitu 2,4x 105 N/m2. Dari perhitungan yang dilakukan, kemudian dihitung ralat keraguannya. Untuk masingmasing percobaan, ralat yang dilakukan hanya pada Modulus Young yang diperoleh. Ralat keraguan Modulus Young pada pertambahan panjang batang besi diperoleh ralat nisbi 11,8% dengan ralat kebenaran sebesar 88,2% sedangkan pengurangan panjang diperoleh ralat nisbi 35% dengan ralat kebenaran 65%. Batang kuningan pada pertambahan panjangnya juga dihitung ralat keraguannya sehingga didapatkan ralat nisbi sebesar 14,4% dengan ralat kebenaran 85,6% sedangkan pada pengurangan panjang diperoleh ralat nisbi 21% dengan ralat kebenaran 79%. Terakhir yaitu pada pertambahan panjang batang kayu diperoleh ralat nisbi dengan persentase 22% dengan ralat kebenaran 78% sedangkan pengurangan panjang diperoleh ralat nisbi 39% dengan ralat kebenaran 61%. Dari beberapa perhitungan ralat keraguan yang dikerjakan, dapat diperoleh kebenaran percobaan yang persentasenya paling sedikit ada pada percobaan ketiga yaitu pada pengurangan panjang batang kayu diperoleh ralat kebenaran dengan 61%. Sedangkan persentase kebenaran percobaan yang terbesar yaitu pada ralat pertambahan panjang batang besi pada percobaan pertama sebesar 88,2%. Pada percobaan kali ini, digunakan gantungan beban dan cermin skala untuk mengetahui pertambahan panjang dari gantungan beban apabila ditambahkan beban satu per satu dengan berat yang sama sampai mencapai suatu gaya maksimum. Sebuah gaya tarik yang bekerja pada gantungan beban menyebabkan gantungan beban bertambah panjang dan akan segera kembali ke bentuk semula, jika gaya tarik tersebut dihilangkan, namun jika gaya yang diberikan melampaui gaya maksimum tersebut gantungan beban akan kehilangan sifat elastisnya. Dengan menganalisis nilai ralat, adapun kekeliruan yang diperoleh dapat disebabkan oleh ketidaktepatan
menempatkan penggaris yang seharusnya sejajar dengan mata atau posisi saat diukur yang kurang seimbang. Kesulitan didapatkan saat pengukuran diameter batang besi dan kayu dengan jangka sorong sehingga dapat menyebabkan kekeliruan. Serta kurang tepatnya memberikan tanda pertambahan panjang benda yang diujicobakan. Semua hal itu sangat menentukan kebenaran dalam percobaan yang dilakukan. Karena sesuai dengan Hukum Hooke yang menyatakan, jika gaya semakin diperbesar, obyek akan terus bertambah panjang dan akhirnya putus
VIII.
KESIMPULAN Dari percobaan yang dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Modulus Young berbanding lurus dengan gaya yang diberikan dan perubahan kedudukan kawat penunjuk. Berbanding terbalik dengan luas penampang dan panjang batang. 2. Sifat suatu benda yang dapat kembali ke bentuk semula disebut benda elastis, sedangkan sifat suatu benda yang tidak dapat kembali ke bentuk semula disebut benda plastis. 3. Bila gaya yang diberikan pada suatu benda elastis melebihi batas keelastisitasannya, maka benda tersebut akan berubah bentuk secara permanen. 4. Elastisitas adalah salah satu hal yang berhubungan dengan perubahan bentuk suatu benda bila dipengaruhi gaya luar. 5. Tegangan didefinisikan sebagai perbandingan gaya P terhadap luas A. Tegangan dapat dibedakan menjadi tegangan tarik, tegangan normal, tegangan tekan, dan tegangan tangensial. 6. Regangan ialah perubahan relatif dari ukuran-ukuran panjang atau bentuk, karena mengalami tegangan. 7. Modulus Young mempunyai satuan yang sama dengan satuan tegangan yaitu N/m² atau Pa. 8. Pada percobaan ini yang paling elastis yaitu batang besi dari pada batang kuningan dan batang kayu. Modulus Young kayu pada massa 1 kg yaitu 1,27x 108 N/m2, pada massa 2 kg yaitu 1,85x108 N/m2, pada massa 3 kg yaitu 2,2 x 108 N/m2, pada massa 4 kg yaitu 2,57 x 108 N/m2, pada massa 5 kg yaitu 2,65 x 108 N/m2.
DAFTAR PUSTAKA
Alijar, M.T. 2009. Fisika Dasar (Elastisitas). Jakarta: Erlangga Giancoli, C. D. 2000. Physics for Scientist and Engineers. New Jersey: Prentice Hall Foster
Indrajit, Dudi. 2011. Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Bandung: PT Grafindo Media Pratama Kanginan, Marthen. 1997. Seribu Pena Fisika 1. Jakarta: Erlangga Paramarta Alit, Drs., M.Si., Ida Bagus dan I Gede Cahya Pradhana. 2013. Penuntun Praktikum Fisika Dasar I. Bali: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana Sears & Zemansky. 1998. Fisika Universitas 1 Edisi Kedua. Bandung: Binacipta Soedojo, Peter. 1999. Fisika Dasar. Yogyakarta: Yudhistira Soemartojo. 1997. Fisika Terpadu. Jakarta: Erlangga Soetrisno. 1986. Fisika Dasar. Bandung: ITB Sutarjo. 1985. Kimia Fisika. Yogyakarta: Bina Aksara Sutrisno. 1983. Fisika Dasar. Bandung: ITB Sutrisno. 1997. Fisika Dasar Mekanika. Bandung: ITB Utomo, Galih. 2009. Elastisitas dan Modulus Young. Surabaya: Gunungmas Zemansky, Sears. 1983. Fisika untuk Universitas 1. Bandung: Binacipta http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/fisika-dasar-elastisitas.html (diakses pada tanggal 7 Desember 2013) http://www.forumsains.com/fisika-smu/elastisitas-dan-modulus-young/.html (diakses pada tanggal 7 Desember 2013)
LAMPIRAN
