LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
Modulus Young
Nama : Sajidin NPM : 240110120082
Kelompok : 4 Shift : TMIP-B1
Hari/Tanggal : Rabu, 3 Oktober 2012
Waktu : 08.00-10.00
Asisten : Annisa Oktaviani
LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN JATINANGOR
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Modulus Young secara sederhana dapat diartikan hubungan besaran tegangan tarik dan regangan tarik. Lebih jelasnya adalah perbandingan antara tegangan tarik dan regangan tarik. Dalam ilmu fisika Modulus Young sangat penting untuk dipelajari agar mahasiswa dapat mempelajari nilai keelastisan suatu benda. Karena dirasa sangat penting bagi makasiswa, maka untuk lebih jelasnya dilaksanakan sebuah praktikum yang berhubungan dengan Modulus Young. Lalu selanjutnya dibuatlah sebuah laporan praktikumuntuk memperdalam pengetahuan tentang Modulus Young. Isi dari laporan ini sendiri adalah berisi teori tentang Modulus Young, tujuan praktikum, hasil pengamatan praktikum, dan pembahasan yang berisi hal-hal yang terjadi selama praktikum. Tujuan lain dari pembuatan laporan ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas fisika dasar. Semoga laporan yang saya buat dapat bermanfaat untuk saya pada khususnya dan untuk orang banyak pada umumnya.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum kali ini adalah:
1. mampu menyelesaikan soal-soal sehubungan dengan penerapan Modulus Young
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Sifat elastisitas suatu bahan biasa dinyatakan dalam hubungan antara besaran-besaran tegangan dan regangan. Sebatang logam berada dalam kesetimbangan bila ditarik oleh gaya-gaya dan yang sama besar ( ). Hubungan antara besaran tegangan tarik dan regangan tarik disebut Modulus Young. Jika ada benda yang bersifat elastic dengan panjang tertentu kemudian ditarik dengan gaya tertentu yang mengakibatkan pertambahan panjang benda tersebut maka berlaku hubungan :
Keterangan :
Penggambaran diatas diasumsikan luas penampangnya berbentuk lingkaran dan besarnya tegangan (σ) dan regangan dari peristiwa tersebut dapat dicari dengan rumus:
Tegangan: σ = F = gaya (N)
Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampangnya (A) atau bisa juga disebut gaya persatuan luas.
Regangan (e):
Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang dengan panjang awal pegas.
Dan nilai modulus Young/elastisitasnya = tegangan (σ) dibagi regangannya (e):
Contoh dari keelastisan adalah jika anda menarik pegas, jika pegas ditarik, tentu ukuran panjangnya bertambah dari panjang pegas awal. Tetapi jika kita kembalikan pada posisi semula, tentu panjang pegas kembali ke panjang awalnya. Itu membuktikan bahwa pegas adalah benda yang memiliki keelastisitasan. Elastisitas itu sendiri berarti kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan.
(Dikutip dari Rizaldi, 20 Oktober 2009)
Contoh benda elastic adalah pegas dan ketapel. 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 elastis. Sifat elastis atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan.
Sedangkan benda yang tidak elastis 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.
Hukum Hooke
Percobaan yang kita lakukan pada dasarnya adalah untuk mengetahui hubungan kuantitatif antara gaya yang dikerjakan pada pegas dengan pertambahan panjangnya. Setiap panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang. Jika dibuat grafik gaya terhadap perubahan panjang, maka akan didapat grafik berbentuk garis linear.
Hukum Hooke berbunyi : “ Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, maka pertambahan panjangnya akan 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. (Dikutip dari Meri, 2010)
BAB III METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah: 1. Kawat
2. Perangkat baca skala utama dan nonius 3. Mistar panjang
4. Mikrometer sekrup
Bahan yang digunakan adalah: 1. 6 logam beban\
3.2 Prosedur Praktikum
1. Menggantung tali dan lengkapi dengan perangkat baca. Agar kawat jadi lurus, bebani kedua utas kawat dengan beban kedua utas kawat dengan beban yang tidak terlalu besar.
a. Mengukur panjang salah satu kawat yang akan ditentukan Modulus Youngnya
b. Mengukur diameter kawat
c. Mencatat kedudukan skala nonius terhadap skala
2. Menambahkan beban pada salah satu kawat berturut-turut dengan penambahan massa 0,5 gram pada tiap penambahan beban.
a. Pada setiap penambahan beban, setelah beberapa saat catatlah kedudukan nonius. Lakukan penambahan 5-7 kali (berarti sampai penambahan beban 2,5-3,5 gram)
b. Menghitung pertambahan panjang
3. Setelah selesai penambahan beban, kurangi beban berturut-turut dengan pengurangan massa 0,5 gram setiap pengurangan beban.
a. Pada setiap pengukuran beban, tunggu beberapa saat kemudian catatlah kedudukan nonius
b. Menghitung pengukuran beban
4. Menghitung tegangan tarik dan regangan tarik pada setiap langkah penambahan dan pengurangan beban.
5. Membuat grafik hubungan antar tegangan tarik dan regangan tarik dan tentukan Modulus Young dari grafik tersebut.
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Panjang kawat (L) = (5,2. ± 0,05. )m Jari-jari kawat (r) = (0,2. ± 0,05. )m Luas penampang kawat = (1,256. ± 0,05. ) A=
Tabel penambahan beban: m±0,05 . (kg) F= m.g (N) (m) ∆L= -(m) Tegangan= F/A (N/ ) Regangan =∆L/ E= 3,0 29,34 0,101 0,062 2335987,261 1,5897436 1469414,34 2,5 24,45 0,090 0,051 1946656,051 1,3076923 1488619,33 2 19,56 0,080 0,041 1557324,841 1,0512820 1481357,77 1,5 14,67 0,063 0,024 1167993,631 0,6153846 1891989,65 1 9,78 0,055 0,16 778662,4204 0,4102564 1897989,65 0,5 4,89 0,047 0,008 389331,2102 0,2051282 1897989,65 Rata-rata 4362659,236 0,8632478 1688892,9 Keterangan: g = 9,87 m/
Tabel pengurangan beban: m±0,05 . (kg) F= m.g (N) (m) ∆L= -(m) Tegangan= F/A (N/ ) Regangan =∆L/ E= 3,0 29,34 0,101 0,062 2335987,261 1,5897 1469451,633 2,5 24,45 0,092 0,053 1946656,051 1,3589 1432523,402 2 19,56 0,082 0,043 1557324,841 1,1025 1412539,538 1,5 14,67 0,073 0,034 1167993,631 0,8718 1339749,519 1 9,78 0,060 0,021 778662,4204 0,5385 1445987,068
0,5 4,89 0,048 0,009 389331,2102 0,2307 1687608,193 Rata-rata 1362659,236 0,9486 1464642,726 Keterangan: g = 9,87 m/ <E> = = = 157676,813 �<E> = = 1688892,9-1464642,724 = 224250,174 Penambahan: A= -1522476,955 B= 6817681,375 R= 0,4157 Pengurangan: A= 7145,6123 B= 1428836,763 R= 0,8213 Pencarian nilai Y: Penambahan: Y= Bx+A = 6817681,3750x – 1522476,955 Pengurangan: Y= Bx+A = 1428836,7630x + 7145,6123 Grafik Penambahan Beban
4.2 Pembahasan
Praktikum kali ini membahas tentang Modulus young. Dimana praktikan belajar menghitung Modulus young sebuah benda.
Pertama, praktikan mengukur panjang dan diameter kawat serta mencatat kedudukan skala noninus terhadap skala. Kemudian secara berkala salah satu kawat dikasih beban 0,5gr, maka akan terperoleh perubahan kedudukan noninus dan perubahan panjang kawat (digunakan dalam perhitungan mencari regangan kawat yaitu pembagian perubahan panjang dengan panjang awal).
Selanjutnya, beban pada kawat dikurangi secara berkala 0,5 gr , maka akan terperoleh perubahan skala noninus dan panjang kawat semula. Pada saat penambahan dan pengurangan beban, praktikan mengukur massa beban pada setiap perubahan massa, yang nantinya akan digunakan dalam perhitungan gaya dalam mencari tegangan yaitu perkalian gaya dengan luas penampang (dari rumus luas penampang beban tersebut).
Setelah terperoleh tegangan dan regangan kawat tersebut, maka akan terperoleh nilai modulus young yaitu pembagian tegangan dengan regangan.
Kemudian praktikan mulai membuat grafik tegangan terhadap regangan penambahan massa dan pengurangan massa. Hasil yang didapat adalah ; Pada saat penambahan massa, garis grafik naik kearah kanan begitupun juga grafik pada saat pengurangan massa pada kawat.
Masalah-masalah pada praktikum kali ini yaitu ketidak akuratan praktikan dalam melihat perubahan panjang kawat yang seharusnya selisih panjang kawat tersebut harus sama, namun melihat hasil pengamatan perubahan panjang kawat praktikan tidak sama dan juga dalam perhitungan regresi, hasil yang diperoleh praktikan tidak sama dengan atau mendekati satu yaitu 0,4157 dan 0,8213, sehingga berpengaruh pada gambar grafik yaitu garis grafik menjadi tidak linear.
Solusi praktikan dalam menyigapi masalah ini yaitu ketika perhitungan regresi, angka dibelakang desimal dimasukkan semua sehingga hasil perhitungan regresi terakhir terperoleh hasil mendekati satu atau bahkan sama dengan satu sehingga gambar grafik menjadi linear.
BAB V KESIMPULAN
Dari praktikum Modulus Young ini didapat kesimpulan: 1. Selisih panjang kawat pada setiap percobaan harus sama.
2. Nilai regresi harus sama dengan atau mendekati satu agar gambar grafik yang diperoleh linear.
3. Tegangan merupakan gaya yang dilakukan oleh kawat berbanding lurus dengan luas penampang beban.
4. Regangan merupakan perubahan panjang kawat pada setiap percobaan berbanding terbalik denga panjang kawat sebelumnya.
5. Modulus young adalah Perbandingan tegangan dan regangan sebuah kawat.
DAFTAR PUSTAKA
Galih Utomo, 2010. Elastisitas dan Modulus Young. Terdapat pada:
http://www.forumsains.com/fisika-smu/elastisitas-dan-modulus-young/ (Diakses pada tanggal 4 Oktober 2012 pukul 15.02 WIB)
http://www.google.com/m?q=moromekanik.blogspot.com%2f2009%2Fmodulus-young-html%3Fm%3D1&client=ms-opera-mini-android&channel=new (Diakses pada tanggal 8 Oktober 2012 pukul 18.17 WIB)
http://kitacintafisika.blogspot.com/2010/07/modulus-young.html (Diakses pada 9 Oktober 2010 pukul 14.40 WIB)
http://www.forumsains.com/fisika-smu/elastisitas-dan-modulus-young/ (D http://www.google.com/m?q=moromekanik.blogspot.com%2f2009%2Fmodulus-young-html%3Fm%3D1&client=ms-opera-mini-android&channel=new ( http://kitacintafisika.blogspot.com/2010/07/modulus-young.html (D
