LAPORAN FISIKA PERCOBAAN

MODULUS YOUNG

NAMA : AHMAD REIHAN

NIM : H061231067

GOL/KLP. : H06/IV(EMPAT) TGL. PRAKTIKUM : 2 NOVEMBER 2023

ASISTEN : MUHAMMAD ALIF ISMAIL

LAPORAN

FISIKA

PERCOBAAN

LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2023

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

I.2 Ruang Lingkup I.3 Tujuan

I.3.1 Tujuan Umum Percobaan I.3.2 Tujuan Khusus Percobaan BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Modulus young II.2 Modulus Elastisitas II.3 Hukum Hooke

II.4. Strees (Tegangan) dan Strain (Regangan) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Alat dan Bahan

III.1.1 Alat Beserta Fungsinya III.1.2 Bahan Beserta Fungsinya III.2 Prosedur Percobaan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil

IV.1.1 Tabel Data IV.1.2 Pengolahan Data IV.2 Pembahasan

BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan V.2 Saran

V.2.1 Saran untuk Laboratorium V.2.2 Saran untuk Asisten

\

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

Modulus elastisitas dan plastitas suatu material termasuk pada sifat mekanik dari bahan . elastisitas adlah kemampuan material untuk kembali lagi ke bentuk semula setelah diberikan beban dan plastisitas adalahperubahan bentuk (deformasi) dari material akibat adanya beban (Lubliner,2006).prinsip dasar dari dari sifat mekanik ini adalah adanya resistan dari bahan terhadap gaya yang diberikan . sesuai dengan hukum newton ke tiga , jika ada aksi diberikan maka akan ada reaksi dari benda tersebut (Raymond,serway ; Jewett,2014).

Faktor penentu dari modulus elastisitas adalah tegangan dan regangan . Tegangan (stress) adalah gaya yang diberikan pada bahan persatuan luas bahantersebut.

Tegangan akibat gaya yang diberikan pada bahan atau material sangat bergantung pada luasan (ukuran )dari benda tersebut [1].

Modulus Elastisitas Young, adalah parameter penting dalam ilmu material dan rekayasa yang mengukur sejauh mana suatu material dapat meregang atau mengalami deformasi ketika diberi tekanan atau beban. Ini adalah ukuran ketegangan yang dihasilkan dalam material ketika diberi beban tarik atau tekan, dan berhubungan dengan perubahan panjang material tersebut. Modulus Young diukur dalam pascal (Pa) atau gigapascal (GPa) dan merupakan indikasi sejauh mana suatu material dapat mengembalikan bentuk aslinya setelah diberi tekanan.Modulus Young digunakan untuk berbagai tujuan, termasuk merancang struktur yang kuat, memilih material yang sesuai untuk aplikasi tertentu, dan memahami sifat-sifat mekanik material.

Praktikum modulus yong dilakukan untuk melihat atau mengukur suatu bahan bisa meregang ketika diberikan beban ,praktikum modulus young membantu dalam penelitian ilmiah di bidang ilmu material , dan rekaayasa. Praktikum modulus young juga dapat membantu dalam menilai sifat elastis sebuah material , yang merupakan faktor penting perancangan produk dan struktur , dalam industri manufaktur ,pengukuran modulus young digunakan sebagai bagian dari kontrol kualitas utuk memastikan kosistensi material yang akan digunakan, jadi kesimpulannya hal yang melatar belakangi praktikum ini adalah untuk mendukung penelitian ,pendidikan , dan penggunaan material yang tepat di setiap pengaplikasian , dan juga agar kita dapat membangun struktur yang kuat.

I.2 Ruang lingkup

Yang menjadi ruang lingkup dari percobaan ini adalah jenis logam atau jenis kawat yang digunakan dalam percobaan ini dan berat suatu benda atau massa dari beban gantungan. Selain itu, nilai fleksibilitas yang didapatkan dari setiap pengurangan ataupun dari setiap pengurangan atau pun penambahan beban.

I.3 Tujuan

I.3.1 Tujuan umum

1.Mampu menunjukkan hubungan antara teori dan paktek tentang modulus young.

2.Mampu menerangkan konsep dan hukum Hooke.

3. Mampu menunjukkan suatu keterampilan menggunakan peratan moulus young I.3.2 Tujuan khusus Percobaan

1.Menggunakan rumus dan teori yang berhubungan dengan elastisitas.

2.Menghitung modolus elastis lurus (Modolus Young).

3.Menggambarkan skema grafik antar pertambahan kawat dan jumlah benda.

4.Menarik kesimpulan dari percobaan modulus young.

BAB II

TIJAUAN PUSTAKA II.1 Modulus young

Modulus elastis adalah satu dari sifat-sifat dasar bahan. Jika modulus elastis mepunyai nilai yang tinggi maka untuk menghasilkan teganggan tertentuj hanya diperlukan deformasi dalam jumlahn sedikit dan oleh karena itu dapat menahan beban yang cukup besar. Bahan semacam ini cukup keras jika disentuh ; baja dan batu adalah contoh dari bahan bahan semacam ini. Jika modulus elastis suatu bahan cukup rendah maka banyaknya deformasi yang terjadi sebelum suatu beban ditahan adalah sangat besar; contoh dari bahan semacam ini adalah karet yang terasa lunak saat disentuh[2].

Modulus elastisitas atau disebut juga Modulus Young dikembangkan oleh Thomas Young pada tahun 1807. Modulus elastisitas ini dapat digunakan pada setiap material yang mempresentasikan nilai rasio yang konstan pada tegangan dan regangan. Suatu material dikatakan bersifat elastis jika material tersebut dapat kembali ke bentuk atau ukuran semula setelah diberi tegangan atau beban. Semua material memiliki sifat elastis pada derajat tertentu, selama beban yang diberikan tidak menimbulkan deformasi atau perubahan bentuk secara permanen. Modulus elastisitas suatu material umumnya merupakan slope atau kemiringan, yang merupakan gambaran tegangan dan regangan pada rentang elastis [3].

II.2 Modulus Elastisitas

Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan epada benda itu dihilangkan. Bnanyak benda berubah bentuknya oleh pengaruh gaya, akan tetapi bentuk atau ukurannya akan kembali ke semula setelah gaya yang diadakan padanya dihilangkan. Benda seperti itu disebut benda yang elastik [5].

II.3 Hukum Hooke

Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam bidang ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah pir atau pegas. Besarnya gaya Hooke ini secara proporsional akan berbanding lurus dengan jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya, atau lewat rumus matematis dapat digambarkan sebagai berikut :

F = kx (2.1) Dimana F adalah gaya (N), k adalah konstanta pegas (N/m), dan x adalah jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya (meter).

Eksperimen pengukuran Modulus Young senar pancing Nylon Monofilament dan Stainless Steel Nylon Coat dengan diameter 0,25 mm dilakukan dengan analisis frekuensi pada sebuah dawai dengan konsep gelombang berdiri pada kedua ujung tali terikat. Penelitian ini menggunakan badan gitar untuk mengikatkan kedua ujung senar pancing. Persamaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

Y= m v²

A△L (2.2)

Dengan, Y modulus Young (Pa)

v kelajuan gelombang pada dawai (m/s) A luas penampang dawai (m²)

△ L pertambahan panjang dawai (m) [4]

II. 4 Strees (Tegangan) dan Strain (Regangan)

Gambar II.2 Grafik tegangan terhadap renggangan

Tegangan merupakan gaya eksternal yang diberikan pada sebuah benda per satuan luasan area. Regangan merupakan respons dari sebuah tegangan berupa perubahan fisis. Perbandingan nilai tegangan terhadap nilai regangan disebut modulus elastisitas atau Modulus Young. Modulus Young didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami bahan. Modulus Young bergantung pada jenis zat dan tidak pada bentuknya.[6]

E= (F/A) (∆ L/L)

(2.3) E=(σ)

(e)

(2.4) dengan

σ=¿ Tegangan (N/ m² ) e = Regangan

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III. 1 Alat dan Bahan

III. 1. 1 Alat Beserta Fungsinya 1. Mikrometer Sekrup

Gambar III. 1 Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup berfungsi untuk mengukur diameter atas, diameter tengah, dan diameter bawah kawat.

2. Meteran

Gambar III. 2 Meteran Meteran berfungsi untuk mengukur panjang kawat

3. Kateto Meter

Gambar III. 3 Kateto Meter

Kateto Meter berfungsi untuk mengukur perubahan pada panjang kawat III. 1. 2 Bahan Beserta Fungsinya

4. Kawat

Gambar III. 4 Kawat

Kawat berfungsi sebagai bahan yang akan diukur diameter dan Modulus Youngnya

5. Pemberat Tetap

Gambar III. 5 Pemberat Tetap

Pemberat tetap berfungsi sebagai bahan tetap pada kateto meter 6. Penampang

Gambar III. 6 Penampang

Penampang berfungsi sebagai wadah untuk meletakkan pemberat 1 set

7. Pemberat 1 Set

Gambar III. 7 Pemberat 1 Set

Pemberat 1 set berfungsi sebagai bahan tidak tetap pada kateto meter (300 gram, 600 gram, dan 900 gram)

III. 2 Prosedur Percobaan 1. Menyiapkan alat dan bahan

2. Memastikan bahwa kawat dan kateto meter sudah tergantung dengan baik

3. Melakukan kalibrasi pada kateto meter dengan cara memutar skala nonius hingga cairan gelombung pada bagian atas berada pada titik tengah

4. Mengukur panjang awal kawat dengan menggunakan meteran

5. Mengukur diameter atas, diameter tengah, dan diameter bawah menggunakan mikrometer sekrup pada kawat

6. Memasang pemberat tetap dan penampang untuk pemberat 1 set

7. Melakukan kalibrasi pada kateto meter dengan cara memutar skala nonius hingga cairan gelombung pada bagian atas berada pada titik tengah

8. Melakukan pengukuran dengan menambahkan beban secara berkala (300 gram, 600 gram, dan 900 gram)

9. Mencatat hasil pada tabel data penambahan beban

10. Melakukan pengukuran dengan mengurangi beban secara berkala (900 gram, 600 gram, dan 300 gram)

11. Mencatat hasil pada tabel data pengurangan beban

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil

IV.1.1 Tabel Data

Panjang awal kawat ( L_o ) = 1,754 Meter Posisi awal ( ^Xo ) = 8×10⁻³ Meter 1. Diameter Kawat

Tabel 4.1 Tabel data hasil pengukuran diameter kawat

No D (m) _D² ( m² )

1 _39×10⁻⁵ _15,21×10⁻⁸

2 37×10⁻⁵ 13,69×10⁻³

3 _29×10⁻⁵ _8,41×10⁻³

∑ 105×10⁻⁵ 37,31×10⁻³

2. Penambahan Beban

Tabel 4.2 Tabel data hasil pengukuran pada penambahan beban

No m (kg) X_n (m) ∆ X_n = X_n -

X_o (m)

1 0,3 _1,1×10⁻³ _3×10⁻³

2 0,6 1,43×10⁻³ 6,3×10⁻⁴

3 0,9 _1,71×10⁻³ _9,1×10⁻⁴

3. Pengurangan Beban

Tabel 4.3 Tabel data hasil pengukuran pada pengurangan beban N

o

m (kg) X_n (m) ^{∆ X}n = ^Xn - ^Xo

(m)

1 0,9 1,71×10⁻³ 9,1×10⁻⁴

2 0,6 _1,69×10⁻³ _8,9×10⁻⁴

3 0,3 1,21×10⁻³ 4,1×10⁻⁴

IV.1.2 Pengolahan Data

A. Pengolahan Data Tanpa KTP 1. Rata-rata Diameter Kawat

D=´

∑

^D

n

¿105×10⁻⁵ 3

¿3,5×10⁻⁴m m 2. Penambahan Beban

E_n=4∙ m_n∙ g ∙ l₀ π D_n²n Δ x_n

3,14×15,21×10⁻⁸×3×10⁻⁴ E₁=4×0,3×9,8×1,754

¿ ¿

¿ 20,62704 143,2782×10⁻¹²

¿0,14396495768×10¹² N m²

3,14×13,69×10⁻⁸×6,3×10⁻⁴ E₂=4×0,6×9,8×1,754

¿ ¿

¿ 41,25408 270,81558×10⁻¹²

¿0,152 33274245×10¹² N m²

3,14×15,21×10⁻⁸×6,3×10⁻⁴ E₃=4×0,9×9,8×1,754

¿ ¿

¿ 61,88112 240,30734×10⁻¹²

¿0, 25750823924×10¹² N m²

3. Pengurangan Beban

3,14×15,21×10⁻⁸×9,1×10⁻⁴ E₁=4×0,9×9,8×1,754

¿ ¿

¿ 61,88112 434,61054×10⁻¹²

¿0,14238292518×10¹² N m²

3,14×13,69×10⁻⁸×8,9×10⁻⁴ E₂=4×0,6×9,8×1,754

¿ ¿

¿ 41,25408 382,58074×10⁻¹²

¿0,10783104241×10¹² N m²

3,14×8,41×10⁻⁸×4,1×10⁻⁴ E₃=4×0,3×9,8×1,754

¿ ¿

¿ 20,62704 108,27034×10⁻¹²

¿0,19051422578×10¹² N m²

DAFTAR PUSTAKA

[1]Rancangan Bangunan Alat Ukur Modulus Elastisitas Material dengan menggunakan Sensor Force Gauge dan Video Tracker.” Journal Online Of Physics.

Vol.8, no. 2, hh: 62, 2023.

[2]

[3]