LAPORAN PRAKTIKUM LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR FISIKA DASAR Modulus Young Modulus Young Nama
Nama : Rosaria Puspasari: Rosaria Puspasari NPM NPM : 2402101201: 24021012011919 Kelompok/Shift Kelompok/Shift : : 4/B24/B2 Waktu Waktu : : 15.00-17.0015.00-17.00 Asisten
Asisten : : Norman Norman FajarFajar
LABORATORIUM FISIKA DASAR LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIANPERTANIAN UNIVERSITAS PADJAJARAN UNIVERSITAS PADJAJARAN JATINANGOR JATINANGOR 2012 2012
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Modulus Young dapat didefinisikan sebagai hubungan besaran tegangan tarik dan regangan tarik atau dengan kata lain perbandingan antara tegangan tarik dan regangan tarik..
Gaya dapat mempengaruhi berbagai macam bentuk benda. Setelah gaya tersebut dihilangkan, bentuk benda akan kembali seperti semula. Perilaku benda yang demikian ini sangat bergantung pada sifat elastisitas benda. Apabila gaya diberikan pada benda elastis maka benda tersebut akan kembali ke bentuk semula dan begitu pun sebaliknya.
Berdasarkan hal di atas perubahan bentuk benda dibedakan menjadi 3, yaitu : rentangan, mampatan, dan geseran. Untuk tiap jenis perubahan bentuk benda kita akan mengenal besaran yang disebut tegangan, yang menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk. Selain tegangan, besaran yang perlu kita ketahui adalah regangan. Regangan adalah besaran
yang menggambarkan hasil perubahan bentuk.
Pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan terhadap elastisitas pada kawat. Modulus elastis yang terkait dengan rentangan disebut Modulus Young. Jika gaya F yang kita berikan pada suatu benda di bawah gaya batas elastisitas maka tegangan sebanding dengan regangan. Modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda).
1.2. Tujuan
1. Menyelesaiakan soal-soal sehubunagan dengan penerapan modulus young
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Jika seseorang menarik sebuah pegas untuk melatih otot, maka pegas akan berubah bentuk, yaitu akan semakin panjang. Tetapi, bila pegas dilepaskan, maka pegas akan kembali kebentuk semula. Atau contoh lain yaitu pada ketapel yang terbuat dari karet. Pegas dan karet dalam hal ini merupakan benda dengan sifat elastic. Sifat elastic atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan.
Sedangkan benda yang tidak elastic adalah benda yang tidak kembali kebentuk semula saat gaya luar yang diberikan kepada benda tersebut dilepaskan. Misalnya pada tanah liat. Pada saat diberi gaya, tanah liat akan berubah bentuk. Namun setelah gaya tersebut dilepaskan, tanah liat tidak dapat kembali
kebentuknya semula.
Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampangnya (A) atau bisa juga didefinisikan sebaghai gaya per satuan luas. Tegangan merupakan sebuah besaran skalar dan memiliki satuan N/m² atau Pascal (Pa). Tegangan sendiri dapat dirumuskan menjadi:
Ada tiga jenis tegangan yang dikenal, yaitu tegangan tarik, tegangan tekan dan tegangan geser. Pada tegangan tekan, kedua ujung benda akan mendapatkan gaya yang sama besar dan berlawanan arah. Tapi, walau pemberian gaya dilakukan di ujung-ujung benda, seluruh benda akan mengalami peregangan karena tegangan yang diberikan tersebut.
Pada tegangan tekan materi yang diberi gaya bukannya ditarik, melainkan ditekan sehingga gaya-gaya akan bekerja di dalam benda, contohnya sepeti tiang-tiang pada kuil Yunani.
Tegangan yang ketiga adalah tegangan geser. Benda yang mengalami tegangan geser memiliki gaya-gaya yang sama dan berlawanan arah yang diberikan melintasi sisi-sisi yang berlawanan. Misalkan sebuah buku atau batu- bata terpasang kuat dipermukaan. Meja memberikan gaya yang sama dan
berlawanan arah sepanjang permukaan bawah. Walau dimensi benda ti dak banyak berubah, bentuk benda berubah.
Selain tegangan terdapat juga regangan yang merupakan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang ∆L dengan panjang awalnya L. Atau perbandingan perubahan panjang dengan panjang awal. Regangan dapat dirumuskan sebagai berikut :
Karena pertambahan panjang ∆L dan panjang awal L adalah besaran yang sama, maka regangan tidak memiliki satuan atau dimensi. Dalam modulus young ada suatu hukum yang berbunyi “Jika gaya tarik tidak melampui batas elastis pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya”. Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan membangun kembali gedung-gedung di London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666. Oleh karena itu, pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Hooke. Hukum Hooke dan dapat ditulis melalui persa maan:
F merupakan gaya tarik yang bekerja pada benda. k adalah tetapan umum yang berlaku untuk benda elastis jika diberi gaya yang tidak melampui titik batas
BAB III METODOLOGI
3.1. Alat dan bahan
1. Dua utas kawat 2. Seperangkat beban 3. Mistar panjang 3.2. Prosedur praktikum
1. Menyiapkan alat-alat yang akan digunakan terlebih dahulu.
2. Menggantungkan kawat ke tiangnya dan melengkapinya dengan perangkat baca.
3. Mencatat kedudukan skala nonius terhadap skala.
4. Lalu menambahi beban pada kawat berturut-turut dimana penambahan masaanya 0,5 gram pada tiap penambahan beban sebanyak 6 kali sehingga tercapai total beratnya 3 gram
5. Menghitung pertambahan panjang kawat akibat penambahan beban. 6. Setelah selesai melakukan percobaan penambahan beban, kurangi
beban berturut-turut dengan pengurangan massa 0,5 kg tiap pengurangan beban.
7. Menghitung berapa panjang kawatnya
8. Menghitung tegangan dan regangan tarik pada setiap percobaan penambahan dan pengurangan beban.
9. Membuat grafik pada buku kelompok, dimana x adalah regangan dan y adalah tegangan, serta menentukan nilai modulus young dari regangan dan tegangan yang diperoleh.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Panjang kawat (L) : (9,2 x 10-2 ± 0,05 x 10-2) Jari-jari kawat (r) : (0,2 x 10-2± 0,05 x 10-2) Luas penampang kawat (A=πr 2) : (1,256 x 10-5± 0,05 x 10-2) Skala nonius awal (L0) : (5 x 10-2 ± 0,05 x 10-2)
A. Tabel 1 penamabahan beban m ± F= m.g Lt (m) ∆L = Lt-Lo Tegangan = F/A (N/m) Regangan = ∆L/L
⁄
⁄
3,0 x 10- 0,02934 12 x 10- 7 x 10- 2335,987 0,76 3073,667 2,5 x 10- 0,02445 11 x 10- 6 x 10- 1946,656 0,652 2985,668 2,0 x 10- 0,01956 10 x 10- 5 x 10- 1557,324 0,543 2868 1.5 x 10- 0,01467 9 x 10- 4 x 10- 1167,993 0,434 2691,228 1,0 x 10- 0,00978 7,5 x 10- 2,5 x 10- 778,662 0,271 2872,291 0,5 x 10-3 0,00489 9,2 x 10-2 1,2 x 10-2 389,331 0,130 2994,853
B. Tabel 2 pengurangan beban m ± F= m.g Lt (m) ∆L = Lt-Lo Tegangan = F/A (N/m) Regangan = ∆L/L
⁄
⁄
3,0 x 10- 0,02934 12 x 10- 7 x 10- 2335,987 0,76 3073,667 2,5 x 10- 0,02445 11 x 10- 6 x 10- 1946,656 0,652 2985,668 2,0 x 10- 0,01956 10 x 10- 5 x 10- 1557,324 0,543 2868 1.5 x 10- 0,01467 9 x 10- 4 x 10- 1167,993 0,434 2691,228 1,0 x 10- 0,00978 7,5 x 10- 2,5 x 10- 778,662 0,271 2872,291 0,5 x 10-3 0,00489 9,2 x 10-2 1,2 x 10-2 389,331 0,130 2994,853
y = 3072.5x - 66.05 R² = 0.9926 0.000 500.000 1,000.000 1,500.000 2,000.000 2,500.000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 A x i s T i t l e Axis TitleGrafik Tegangan dan Regangan pada Penambahan Beban
Series1
y = 3072.5x - 66.05 R² = 0.9926 0.000 500.000 1,000.000 1,500.000 2,000.000 2,500.000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 A x i s T i t l e Axis Title
Grafik Tegangan dan Regangan pada Pengurangan Beban
Series1
4.2. Pembahasan
Praktikum kali ini dilakukan pengamatan terhadap tegangan dan regangan pada suatu kawat. Perlakuan pada kawat mencakup dua hal, yaitu menambah beban pada kawat dan menurangi beban pada kawat. Semakin besar beban yang digunakan maka pertambahan panjang kawat akan semakin besar pula. Itu berarti bahwa tegangan tarik dipengaruhi oleh gaya berat yang bekerja pada kawat tersebut. Berdasarkan hasil praktikum, didapat data berupa tabel dan grafik. Hasil yang didapat ketika penambahan dan pengurangan beban menghasilkan data yang sama, berarti pada percobaan kali ini tidak terdapat penyimpangan, jika terjadi penyimpangan maka seharusnya data pengurangan dan penambahan beban berbeda. Penyimpangan dapat disebabkan karena beberapa faktor, antara lain karena keelastisitasan kawat yang berkurang, kesalahan pembacaan atau bahkan kerusakan pada alat yang digunakan.
Perhitungan pada kalkulator menunjukan nilai yang sama pada penambahan dan pengurangan beban. Dalam perhitungan modulus young, regangan, maupun tegangan menghasilkan data yang sama. Nilai modulus young dipengaruhi oleh tegangan tarik dan regangan tarik terhadap benda. Apabila regangan tarik pada suatu benda kecil, maka modulus Young akan besar dan begitu pun sebaliknya. Jika modulus young semakin besar young maka semakin
sulit suatu benda untuk merentang dalam pengaruh gaya yang sama.
Cara perhitungan modulus young yang paling akurat adalah dengan pengunaan kalkulator yang menggunakan metode regresi linear. Sebab metode ini bisa meminimalisir kesalahan yang terjadi akibat penyimpangan data atau
kesalahan grafik.
Dari pecobaan yang telah dilakukan didapat nilai
yang merupakan pengurangan dari E penambahan dan E pengurangan yang bernilai 0 dikarenakan
dari kedua data sama. Sedangkan untuk penjumlahannya menghsilkan nilai
. Dalam penghitungan modulus young rata-ratapun kami mendapatkannilai E yang sama, yang dimana tegangan rata-rata dibagi regangan rata-rata dan menghsilkan nilai
. Dalam mencari persamaan grafik kami harus mencari nilai A, B, dan r yang bisa dicari mengunakan kalkulator ataupun mengunakangrafik di excel, yang dimana rumusnya adalah Y= Bx + A
.
Dalam perhitungan kami mendapatkan nilai A adalah -66,04, nilai B 3072,4, dan nilai r adalah 0,3542. Maka didapatlah persamaannya menjadi
.Perhitungan modulus Young secara grafik didapatkan dari rumus y = a+bkal x,
DAFTAR PUSTAKA
http://kitacintafisika.blogspot.com/2010/07/modulus-young.html (diakses pada 7 oktober pukul 14.00 WIB)
http://theindahndut-diaryindahpuspitasari.blogspot.com/2011/05/laporan-modulus-elastisitas.html (diakses pada 7 oktober pukul 14.00 WIB)
http://zahrah-littlenotes.blogspot.com/2012/05/modulus-young.html (diakses pada 7 oktober pukul 14.00 WIB)
