MAKALAH FISIKA UMUM PERCOBAAN MODULUS YOUNG
Disusun Oleh : Nama : Malik Bayu Fat’han NIM : 022300028
Rekan : M. Arifio Dwiputra Dosen Pengampu : Dr. Sunarko M.Si,
POLITEKNIK TEKNOLOGI NUKLIR INDONESIA BADAN RISET DAN INOVASI NASIONAL
YOGYAKARTA
2023
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar BelakangModulus young merupakan sebuah nilai yang menunjukan ketahanan suatu benda padat menjadi elastis dan menahan deformasi dari gaya luar yang bekerja pada benda tersebut. Semakin besar nilai modulus young, maka semakin besar pula gaya yang diperlukan untuk membuat perubahan/deformasi pada benda.
Nilai modulus young pada suatu benda bergantung pada karakteristik bahan benda tersebut. Nilai modulus suatu bahan akan selalu bernilai tetap dan tidak dipengaruhi oleh ketebalan maupun luas permukaan benda tersebut.
Dalam praktikum kali ini, praktikan akan menentukan jenis logam dengan menganalisis modulus young lempengan logam tersebut.
1.2. Rumusan Masalah
1. Bagaimana hubungan antara modulus young dengan panjang, lebar, dan ketebalan benda ? 2. Bagaimana hubungan antara modulus young dengan gaya luar yang diberikan ?
3. Bagaimana kita dapat mengetahui jenis logam dari modulus young – nya ? 1.3. Tujuan
1. Mengetahui hubungan antara modulus young dengan panjang, lebar, dan ketebalan logam.
2. Mengetahui hubungan antara modulus young dengan gaya yang diberikan.
3. Mengetahui karakteristik dan cara menentukan jenis logam dari modulus young – nya.
BAB II DASAR TEORI
Modulus young merupakan sebuah nilai yang menunjukan ketahanan suatu benda padat menjadi elastis dan menahan deformasi dari gaya luar yang bekerja pada benda tersebut. Semakin besar nilai modulus young, maka semakin besar pula gaya yang diperlukan untuk membuat perubahan/deformasi pada benda.
Nilai modulus young pada suatu benda bergantung pada karakteristik bahan benda tersebut. Nilai modulus suatu bahan akan selalu bernilai tetap dan tidak dipengaruhi oleh ketebalan maupun luas permukaan benda tersebut.
Dikarenakan nilai modulus young akan selalu bernilai tetap, maka kita dapat menganalisis jenis – jenis logam berdasarkan besar modulus young – nya. Modulus young dapat dinyatakan melalui hukum hooke :
E = ! ℇ Dengan :
• E = Modulus Young (N/m2)
• 𝜎 =stress/tegangan (N/m2)
• ℇ = regangan
Berdasarkan hukum hooke, kita bisa menjabarkan rumus modulus young menjadi berikut :
E = $%&
'∆%
Dengan :
• F = Gaya luar yang bekerja (N)
• l0 = Panjang awal benda (m)
• ∆𝑙 = Perubahan panjang (m)
• A = Luas penampang benda (m2)
Hukum Hooke menyatakan bahwa deformasi elastis, tegangan berbanding lurus terhadap regangan, yang memiliki rentang keabsahan yang terbatas. Nilai modulus Young E beberapa logam yang dinyatakan dengan modulus Young (Y) sesuai dengan Tabel 1.
Tabel 1. Nilai Modulus Young beberapa logam
No. Bahan Modulus Young Y (GPa)
1. Aluminum 69 - 70
2. Kuningan 90
3. Tembaga 103 - 124
4. Kaca Kerona 60
5. Timbal 16
6. Nikel 210
7. Baja 190 - 200
8. Emas 79
9. Perak 82,5
Pengukuran untuk menentukan nilai Modulus Young suatu bahan dilakukan dengan mengamati pertambahan panjang kawat ketika kawat ditarik dengan sebuah gaya.
Gambar 1 menunjukkan metode membengkokkan batang untuk mengetahui nilai modulus Young suatu batang.
Gambar 1. Metode membengkokkan batang
Saat memberikan gaya ke bawah pada bagian tengah batang logam, akan muncul regangan yang menyebabkan batang bengkok ke bawah. Tinggi lekukan (H) harus berbanding lurus dengan penambahan beban. Berdasarkan metode Gambar 1 diatas, nilai modulus Young dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :
𝐸 = 𝑊. 𝐿0 4𝐻𝑏𝑡0 Dengan :
• W = Gaya berat beban (N)
• L = Panjang batang besi (m)
• H = Tinggi lekukan (m)
• b = lebar batang (m)
• t = Ketebalan batang (m)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat dan BahanBerikut ini adalah alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini.
Tabel 2. Alat dan bahan percobaan ModulusYoung
No. Nama Alat Jumlah
1. Rel aluminium, panjang 600 mm 1
2. Statif penyangga batang besi, panjang 300 mm 2
3. Batang rel aluminium 1
4. Indikator dengan dudukan 1
5. 5× beban 50 gram 1 set
6. 10× beban 10 gram 1 set
7. Penggantung beban dengan celah bentuk V 1
8. Batang uji : 1 set
- Baja, 500 × 21,5 × 1,5 mm - Baja, 500 × 14,5 × 1,5 mm - Baja, 500 × 10 × 1,9 mm - Baja 500 x 10 x 3 mm - Tembaga 350 x 10 x 2 mm 3.2. Langkah – Langkah
Susun peralatan seperti gambar 2.
Gambar 2. Susunan peralatan
1. Pasang batang rel aluminum tepat di tengah rel (di skala 30 cm).
2. Pilih batang yang akan digunakan pada percobaan. Ukur lebar (b) dan tebal (t) batang.
3. Pasang pemegang batang tepat di tengah batang.
4. Sesuaikan posisi statif penyangga batang dengan batang yang digunakan.
Pastikan agar posisinya tetap menempatkan batang rel aluminium agar berada di tengah. Catat jarak antar statif penyangga batang sebagai nilai L.
5. Letakkan batang yang akan diukur pada penyangga dan atur posisinya agar seimbang sisi kiri dan kanan.
6. Letakkan beban pada pemegang beban kemudian tambahkan bebannya hingga mencapai massa maksimum: 250 gram. Catat massa beban pada tabel sebagai nilai 0 gram.
7. Sesuaikan tinggi indikator dan pastikan ujung sensor indikator tepat menyentuh celah bentuk V pada pemegang beban. Amati skala pembacaan pada indikator, dan catat nilainya sebagai tinggi lengkungan batang H saat beban 0 gram.
8. Lepaskan beban satu per satu, catat berat beban dan hasil pengukurannya. Catatan:
Batang yang bengkok dan indikator akan kembali ke posisi awalnya dalam waktu dan cara yang berbeda. Pastikan bahwa meja yang digunakan tidak bergerak (kokoh) saat melakukan percobaan, dan lepaskan beban secara perlahan untuk menghindari kesalahan pengukuran.
9. Lepaskan satu beban, perhatikan bahwa celah penggantung beban akan naik dan menekan indikator. Baca nilai yang terukur dan catat hasilnya di dalam tabel.
Setiap massa beban yang dilepaskan sama dengan massa beban yang ditambahkan pada penggantung beban. Maka pada kolom Massa Beban, catat total massa yang dilepaskan bukan yang digantung.
10. Nilai berat beban dan tinggi lekukan batang seharusnya berbanding lurus.
11. Ulangi langkah 2-9 menggunakan batang yang berbeda. Lakukan hingga pengukuran untuk 6 jenis batang selesai dilakukan.
12. Hitung nilai modulus Young masing-masing batang dan bandingkan dengan nilai referensi.
13. Ingat untuk mengurangi tinggi lengkungan untuk tiap massa beban dan dengan tinggi lengkungan saat beban 0 gram.
BAB IV ANALISIS DATA
I. Tabel A. Data Percobaan Beban 1Bahan : Tembaga Panjang (L) : 29,5 cm
Lebar (b) : 1 cm; Tebal (t) : 1,76 mm
No. Massa Beban, m (kg)
Berat, W (N)
Tinggi lengkungan, H
(m)
Modulus Young, Y
(Gpa) Error (%)
1. 0,25 2,45 2,58 × 10-3 111,7 1,5 %
2. 0,2 1,96 2,07 × 10-3 111,4 1,2%
3. 0,15 1,47 1,41 × 10-3 122 10,9%
4. 0,1 0,98 0,96 × 10-3 120,1 9,1%
5. 0,05 0,49 0,52 × 10-3 110,9 0,8%
Rata-rata 115,22 4,7%
Dengan memasukan data yang ada keadalam rumus modulus young, maka kita bisa dapatkan beberapa nilai modulus young tembaga :
1) E = 9:;<6788 = =,9? @,=A?8
9.=,?BCD@E8D@EF D,GHCD@E8 8 = 11,17 x 1010 Pa = 111,7 GPa 2) E = D,AH @,=A?8
9.(=,@GCD@E8)D@EF D,GHCD@E8 8 = 111,4 GPa 3) E = D,9G @,=A?8
9.(D,9DCD@E8)D@EF D,GHCD@E8 8 = 122 GPa 4) E = @,AB @,=A? 8
9(@,AHCD@E8)D@EF D,GHCD@E8 8 = 120,1 GPa 5) E = @,9A @,=A? 8
9(@,?=CD@E8)D@EF D,GHCD@E8 8 = 110,9 GPa
II. Tabel B. Data Percobaan Beban 2
Bahan : Alumunium Panjang (L) : 29,5 cm
Lebar (b) : 1 cm; Tebal (t) : 1,77 mm
No. Massa Beban,
m (kg) Berat, W (N)
Tinggi lengkungan, H
(m)
Modulus Young, Y
(Gpa)
Error (%)
1. 0,25 2,45 3,86 × 10-3 73,4 4,8%
2. 0,2 1,96 3,13 × 10-3 72,4 3,4%
3. 0,15 1,47 2,32 × 10-3 73,3 4,7%
4. 0,1 0,98 1,63 × 10-3 69,5 0,7%
5. 0,05 0,49 0,96 × 10-3 74 5,7%
Rata-rata 72,52 3,86%
Dengan memasukan data yang ada keadalam rumus modulus young, maka kita bisa dapatkan beberapa nilai modulus young alumunium :
1) E = 678
9:;<8 = =,9? @,=A?8
9.0,BHCD@E8D@EF D,GGCD@E8 8 = 7,34 x 1010 Pa = 73,4 GPa 2) E = D,AH @,=A?8
9.(0,D0CD@E8)D@EF D,GGCD@E8 8 = 72,4 GPa 3) E = D,9G @,=A?8
9.(=,0=CD@E8)D@EF D,GGCD@E8 8 = 73,3 GPa 4) E = @,AB @,=A? 8
9(D,H0CD@E8)D@EF D,GGCD@E8 8 = 69,5 GPa 5) E = @,9A @,=A? 8
9(@,AHCD@E8)D@EF D,GGCD@E8 8 = 74 GPa III. Tabel C. Data Percobaan Beban 3
Bahan : Baja Panjang (L) : 29,5 cm
Lebar (b) :1 cm; Tebal (t) : 2,58 mm
No. Massa Beban, m (kg)
Berat, W (N)
Tinggi lengkungan, H
(m)
Modulus Young, Y
(Gpa)
Error (%)
1. 0,25 2,45 0,045× 10-3 208 0,95%
2. 0,2 1,96 0,034× 10-3 213 1,42%
3. 0,15 1,47 0,025× 10-3 212,3 1,09%
4. 0,1 0,98 0,018× 10-3 198,1 5,6%
5. 0,05 0,49 0,0094× 10-3 194 7,6%
Rata-rata 205,08 3,332%
Dengan memasukan data yang ada keadalam rumus modulus young, maka kita bisa dapatkan beberapa nilai modulus young baja :
1) E = 678
9:;<8 = =,9? @,=A?8
9.(@,@9?CD@E8)D@EF =,?BCD@E8 8 = 20,8 x 1010 Pa = 208 GPa 2) E = D,AH @,=A? 8
9.(@,@09CD@E8)D@EF =,?BCD@E8 8 = 213 GPa 3) E = D,9G @,=A?8
9.(@,@=?CD@E8)D@EF =,?BCD@E8 8 = 212,3 GPa 4) E = @,AB @,=A? 8
9(@,@DBCD@E8)D@EF =,?BCD@E8 8 = 198,1 GPa 5) E = @,9A @,=A?8
9(@,@@A9CD@E8)D@EF =,?BCD@E8 8 = 194 GPa
BAB V PEMBAHASAN
Berdasarkan tabel 1, kita dapat membandingkan nilai – nilai modulus young dari logam logam yang sudah kita uji cobakan. Berdasarkan tabel 1, kita dapat membandingkan bahwa logam pertama, kedua, dan ketiga secara berurutan adalah tembaga, alumunium, dan baja. Hasil percobaan modulus young tersebut karena rata – rata dari tiap modulus young memiliki nilai error yang kurang dari 10% sehingga data tersebut dapat diterima.
Percobaan tersebut juga membuktikan bahwa nilai modulus young selalu bernilai konsisten, sehingga membuktikan pula bahwa nilai modulus young itu selalu tetap.
Dikarenakan nilai yang konsisten ini, kita dapat mengidentifikasi jenis – jenis logam.
Oleh karena itu, praktikum kali ini dapat dikatakan sukses karena kesesuaian antara data yang kita dapat dari hasil percobaan masih dalam taraf yang diterima dan masih sejalan dengan teori yang ada.
BAB VI KESIMPULAN
Kesimpulan dari praktikum kali ini adalah bahwa kita dapat mengidentifikasi suatu logam dari nilai modulus young – nya. Namun, logam yang dapat diteliti terbatas hanya pada sebuah lempengan logam dan bukanlah sebuah mineral.
Hasil percobaan ini pun berhasil membuktikan teorema hooke dimana nilai modulus young selalu tetap dan tidak akan pernah berubah meski memiliki panjang, lebar, dan ketebalan yang berbeda. Hal ini karena modulus young hanya ditentukan oleh karakteristik tiap bahan saja.
DAFTAR PUSTAKA
dti. 2021. Apa Itu Modulus Young ?. Diakses pada laman https://dynatech-int.com/id/apa-itu- modulus-young/
LAMPIRAN
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA UMUM MOMEN INERSIA
Disusun Oleh :
Nama : Malik Bayu Fat’han NIM : 022300028
Prodi : Elektronika Instrumentasi Rekan : M. Arifio Dwiputra
Dosen Pengampu : Dr, Sunarko M.Si,
POLITEKNIK TEKNOLOGI NUKLIR INDONESIA BADAN RISET DAN INOVASI NASIONAL
YOGYAKARTA
2023
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Momen inerssia dapat dimiliki oleh setiap benda, manusia pun memiliki momen inersia tertentu. Besarnya momen inersia bergantung pada berbagai bentuk benda, pusat rotasi, jari-jari rotasi dan massa benda. Pada penentuan momen inersia bentuk tertentu seperti bola silinder pejal, plat segiempat atau bentuk yang lain cenderung lebih mudah daripada momen inersia benda yang memiliki bentuk tidak sempurna atau tidak beraturan.Bentuk yang tidak beraturan ini tidak bisa dihitung jari-jarinya sehingga terdapat istilah jari-jari girasi.
Momen kelembaman merupakan kemampuan suatu benda untuk mempertahankan keadaanya semula. Sedangkan momen inersia merupakan kelembaman sebuah benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Besarnya momen inersia bergantung pada berbagai bentuk benda, pusat rotasi, jari-jari rotasi dan massa benda. Suatu benda dapat melakukan gerak melingkar jika pada benda tersebut bekerja sebuah momen gaya. Akibat momen gaya inilah timbul gerak rotasi dari gerak rotasi terjadi percepatan sudut, kecepatan sudut dan momen inersia serta momen gaya (torka).
Momen gaya adalah ukuran resistensi atau kelembapan suatu benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Sedangkan momen inersia adalah gaya yang diberikan oleh benda untuk mempertahankan kecepatan awalnya.
Adapun rumus dari momen inersia adalah I = mr2. Momen inersia diberikan lambang I dengan demikian momen inersia dari sebuah partikel bermassa m didefinisikan sebagai hasil kali massa (m) dengan kuadrat jaraknya (r). Hubungan momen inersia dengan farmasi adalah pada proses pembuatan tablet, dengan megetahui momen inersianya maka bisa diperkirakan baik dan tidaknya bentuk-bentuk tablet obat yang akan dihasilkan oleh mesin pencetak obat atau biasa disebut dengan proses granulasi yaitu pembuatan partikel-partikel gabunagn senyawa atau dengan yang lainnya.
1.2. Tujuan
1. Menentukan momen inersia dan periode alat ukur.
2. Mengetahui hubungan antara periode dengan momen inersia.
3. Mengetahui hubungan antara massa benda dengan periode
4. Mengetahui pengaruh diameter, massa, tinggi benda terhadap momen inersianya.
BAB II DASAR TEORI
Momen inersia adalah ukuran kelembaman putar benda. Jika suatu benda yang bebas berputar terhadap sebuah sumbu mengalami kesulitan untuk diputar, momen inersianya terhadap sumbu itu besar. Suatu benda I kecil memiliki inersia putar yang kecil. Momen inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya.
Kata ‘momen’ berarti bahwa 𝐼 tegantung pada bagaimana massa benda didistribusikan dalam ruang. Untuk sebuah benda yang sumbu rotasinya dan massa totalnya kita ketahui, semakin besar jarak sumbu terhadap partikel yang menyusun benda, semakin besar momen inersianya. Pada benda tegar, 𝑟𝑖 semuanya konstan dan 𝐼 tidak bergantung pada bagaimana benda berotasi mengelilingi sumbu.
Momen kelembaman (I) adalah ukuran keinersiaan (kemalasan) benda terhadap peubah gerak rotasi. Peubah gerak rotasi sendiri adalah gaya pemutar yang disebut pula momen gaya atau torka. Momen inersia mempunyai sifat setara dengan massa benda pada gerak translasi.
Inersia adalah kecenderungan benda untuk mempertahankan keadaannya ( tetap diam atau bergerak). Benda yang sukar bergerak dikatakan memiliki inersia yang besar. Begitu juga bumi yang selalu dalam keadaan berotasi memiliki inersia rotasi. Jadi Momen Inersia adalah ukuran dari besarnya kecenderungan berotasi yang ditentukan oleh keadaaan benda atau partikel penyusunnya.
Periode (T) pada momen inersia dapat didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu siklus lengkap. Siklus sendiri adalah gerak bolak-balik yang lengkap dari satu titik awal, kemudian kembali ke titik yang sama.
Jika terdapat lebih dari satu partikel dengan massa dan jarak partikelnya masing masing, maka momen inersia totalnya adalah penjumlahan momen inersia setiap partikel.
𝐼 = ∑𝑚𝑟(= m1r12 + m2r22 + m3r32 + ...
𝐼 = 𝑟(𝑑𝑚
Dengan persamaan di atas, kita dapat melakukan analisis momen inersia pada benda – benda. Sehingga, beberapa inersia benda dapat dirumuskan sebagai berikut.
Gambar 2.1 Momen Inersia Benda
Alat yang digunakan untuk menghitung momen inersia benda memiliki momen inersianya sendiri pula. Momen inersia alat tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :
𝐼* = ,-+.𝑇* ...(1)
Dengan begitu, kita dapat mencari rumus untuk menghitung inersia dari objek yang kita amati dengan rumus :
𝐼 = 00.
1.− 1 𝐼*...(2) Dengan :
• I = Inersia benda (Nm2)
• I0 = Inersia alat ukur (Nm2)
• T = Periode benda (s)
• T0 = Periode alat (s)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
4.1 Alat dan BahanNo Nomor Katalog Alat dan Bahan Jumlah
1. - Neraca 1 set
2. PMK 380.00 Alat momen inersia 1 set
3. PMK 380.01 Gerbang cahaya 1 buah
4. - Jangka sorong 1 buah
5. - Benang nilon 1 meter
6. - Perangkat beban 1 set
7. AT-01 Timer counter AT-01 1 buah
4.2 Langkah – Langkah
Gambar 2. Penyusunan alat percobaan D.1. Persiapan:
1. Pasanglah alat momen inersia pada dasar statif.
2. Ikatkan benang nilon pada salah satu baut yang ada di tepi dudukan silinder kemudian lilitkan benang tersebut beberapa lilitan.
3. Baringkan alat momen inersia di bagian tepi meja (Lihat Gambar 2).
D.2. Percobaan:
a. Menentukan Konstanta Pegas 1. Timbanglah massa tiap-tiap beban.
2. Gantungkan satu buah beban pada benang, amati simpangan yang terjadi. Catatlah sebagai θ1. Ulangi beberapa kali. Catat di Tabel A.
3. Tambahkan 1 buah beban berikutnya dan catatlah simpangan pada Tabel A.
4. Lakukan langkah 3 untuk simpangan yang berbeda. Catat hasilnya pada Tabel B Laporan Sementara.
b. Menentukan Momen Inersia Diri Alat Momen Inersia
1. Tegakkan kembali alat momen inersia. Buka benang yang terpasang pada dudukan silinder.
2. Pasang gerbang cahaya pada dasar statif. Atur posisinya sehingga jarum penunjuk pada alat momen inersia dapat melintasi gerbang cahaya.
3. Hubungkan gerbang cahaya dengan timer counter AT-01 (Gambar 3).
4. Hidupkan timer counter AT-01, pilih fungsi CYCLE dengan menekan tombol FUNCTION. Tekan tombol CH. OVER sebanyak 10 kali untuk membatasi sepuluh getaran yang akan teramati.
5. Simpangkan dudukan silinder sampai 180° kemudian lepaskan sehingga terjadi gerakan bolak-balik atau osilasi.
6. Amati timer counter. Timer counter akan menghitung mundur jumlah getaran. Setelah 10 getaran alat tersebut secara otomatis akan menampilkan waktu untuk 10 getaran. Catat waktu (t1) tersebut pada Tabel C.
7. Tekan tombol FUNCTION satu kali untuk meng-nol-kan nilai pada layar.
8. Ulangi langkah 5 sampai 7, catat waktunya sebagai t2, t3, t4, dst.
c. Menentukan Momen Inersia Benda
Gambar 3. Susunan Alat Percobaan Momen Inersia Benda 1. Timbanglah semua benda yang akan ditentukan momen inersianya!
Catat hasilnya pada Tabel D.
2. Ukurlah tinggi dan diameter masing-masing benda. Catat hasilnya pada Tabel D.
3. Pasanglah bola pejal pada alat momen inersia.
4. Hubungkan gerbang cahaya dengan alat pencacah pewaktu AT-01.
5. Hubungkan alat pencacah pewaktu dengan tegangan 220 VAC kemudian.
nyalakan. Pilih fungsi CYCLE dengan menekan tombol FUNCTION.
Tekan tombol CH. OVER sebanyak 10 kali untuk membatasi sepuluh getaran yang akan teramati.
6. Simpangkan bola tersebut sebesar 180°, kemudian lepaskan sehingga berosilasi. Catat waktu 10 getaran yang ditunjukkan alat pencacahan pewaktu pada Tabel E sebagai t1.
7. Tekan tombol FUNCTION satu kali untuk membuat nilai nol pada layar.
8. Ulangi langkah 6 dan 7 sebanyak 10 kali. Catat hasil tersebut pada Tabel E.
9. Hitung waktu 10 getaran rata-rata, kemudian hitung periode getarannya.
Catat hasilnya pada Tabel F.
10. Ganti bola pejal dengan benda sesuai urutan pada Tabel F. Lakukan langkah 6-9 untuk setiap benda. Catat hasil tersebut pada Tabel F.
A. Analisa Data
E.1. Menentukan Konstanta Pegas
1. Hitunglah gaya yang bekerja pada alat momen inersia dengan mengalikan massa setiap penambahan beban. Jika percepatan gravitasi g = 9,80 ms-2. 2. Hitung torka, untuk setiap gaya dengan R = 4,5 cm (jari-jari dudukan
silinder).
3. Ubahlah besar simpangan 𝜃 ke dalam satuan radian!
4. Buat grafik simpangan, 𝜃 terhadap torka. Dari kemiringan grafik yang diperoleh, hitunglah konstanta spiral, K.
E.2. Menentukan Momen Inersia diri Alat Momen Inersia 1. Hitung waktu 10 getaran rata-rata, lalu hitung periodenya.
2. Hitung momen inersia alat menggunakan persamaan (7).
E.3. Percobaan Momen Inersia Benda
1. Hitunglah momen inersia benda secara teori.
2. Hitunglah momen inersia untuk tiap benda dengan menggunakan persamaan (17).
3. Bandingkan hasil hitungan pada nomor 1 dan nomor 2. Hitung kesalahan relatifnya.
4. Pada percobaan di atas, benda-benda memiliki massa yang sama (hampir sama). Bagaimana dengan momen inersianya, sama atau berbeda? Mengapa?
5. Apa yang anda ketahui mengenai momen inersia sebuah benda?
BAB IV ANALISIS DATA
DATA PERCOBAAN1. Percobaan Menentukan Konstanta Pegas
Tabel A. Simpangan Alat Momen Inersia untuk setiap penambahan beban
Tabel B. Simpangan Alat Momen Inersia untuk setiap gaya
m (kg) F (N) 𝑟 = 𝑅 × 𝐹
(Nm)
𝜃𝑟e𝑟𝑎𝑡𝑎 (rad) K (Nm/rad)
0,25 2,5 0,1125 115° = 2 rad 0,0562
0,22 2,2 0,099 103° = 1,79 rad 0,0553
0,21 2,1 0,0945 100° = 1,74 rad 0,0543
0,2 2 0,09 95° =1,65 rad 0,0545
0,15 1,5 0,0675 74° = 1,29 rad 0,0523
0,1 1 0,045 50° = 0,87 rad 0,0517
Maka kita dapat mengetahui nilai K dari rata – rata nilai K : K = *,*;<(=*,*;;>=*,*;,>=*,*;,;=*,*;(>=*,*;?@
< = 0,054 Nm/rad
M (g) Simpangan, 𝜃(°)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 𝜃𝑟e𝑟𝑎𝑡𝑎
250 115° 115° 115° 115° 115° 115° 115° 115° 115° 115° 115° 220 103° 103° 103° 103° 103° 103° 103° 103° 103° 103° 103° 210 100° 100° 100° 100° 100° 100° 100° 100° 100° 100° 100° 200 95° 95° 95° 95° 95° 95° 95° 95° 95° 95° 95° 150 74° 74° 74° 74° 74° 74° 74° 74° 74° 74° 74° 100 50° 50° 50° 50° 50° 50° 50° 50° 50° 50° 50°
2. Percobaan Menentukan Momen Inersia Diri Alat momen inersia Tabel C. Periode diri Alat Momen Inersia, T0
Waktu 10 getaran (s) Periode
diri, T0(s)
𝑡1 𝑡2 𝑡3 𝑡4 𝑡5 𝑡6 𝑡7 𝑡8 𝑡9 𝑡10 𝑡̅ T0
3,119 3,096 3,188 3,164 3,078 3,199 3,169 3,064 3,183 3,051 3,1311 0,31311 Periode diri, T0 = 0,31311 s
Momen inersia diri, I0 = +01
.
,-. = 0,054/39,47 = 0,000134 = 1,34 x 10-4 kgm2 3. Percobaan Momen Inersia Benda
Tabel D. Dimensi dan Momen Inersia benda No Nama Benda Massa (kg) Diameter
luar (m)
Diameter dalam (m)
Tinggi
1 Bola pejal 0,505 0,12 - 0,12
2 Kerucut 0,5165 0,16 - 0,144
3 Silinder Pejal 0,5025 0,092 - 0,147
Tabel E. Periode untuk setiap benda Nama
Benda
Waktu 10 getaran (s) T (s)
𝑡1 𝑡2 𝑡3 𝑡4 𝑡5 𝑡6 𝑡7 𝑡8 𝑡9 𝑡10 𝑡̅
Bola pejal 7,307 7,19 7,396 7,262 7,245 7,228 7,238 7,351 7,295 7,403 7,2905 0,72905
Silinder pejal 7,082 7,088 7,129 7,084 7,131 7,108 7,165 7,174 7,095 7,1 7,1156 0,71156
Kerucut 8,906 8,889 8,837 9,037 9,075 8,986 9,149 8,894 9,018 9,006 8,9747 0,89747
Tabel F. Momen Inersia hasil peprcobaan
Nama Benda 𝐼𝑡e𝑜𝑟i T (s) I (kgm2) KSR (%) Bola pejal 7,272 × 10-4 0,72905 7,264 × 10-4 0,11 % Silinder pejal 5,316 × 10-4 0,71156 5,58 × 10-4 4,96 % Kerucut 9,916 × 10-4 0,89747 9,669 × 10-4 2,49 %
BAB V PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil data percobaan di atas, terlihat bahwa hasil praktikum yang sudah dilakukan sejalan dengan teori yang ada. Tingkat kesalahan (error) dari tiap percobaan inersia pun memiliki persentase di bawah 5%, sehingga data masih dapat diterima.
Hasil penurunan rumus (1) dan (2) pun terbukti sejalan dengan rumus umum inersia. Ini berarti bahwa inersia benda sebanding dengan periode osilasi benda itu sendiri. Selain itu, momen inersia suatu benda berbanding lurus dengan besar konstanta pegas diri alat, karena konstanta pegas alat berbanding lurus pula dengan periode.
Selain itu, momen inersia benda berbanding lurus dengan jari – jari benda. Namun secara spesifik, momen inersia benda sebanding dengan jarak antara gaya yang dikenai dengan poros rotasi benda. Semakin besar jari – jari benda, semakin besar pula torsi benda yang berlaku pula.
Semakin besar torsi benda, maka semakin besar pula momen inersia benda tersebut.
BAB VI KESIMPULAN
Hasil praktikum yang sudah dilakukan, didapat kesimpulan bahwa momen inersia benda berhubungan erat dengan massa benda tersebut dan jari – jarinya. Dengan penurunan rumus, kita dapat mengetahui hubungan antara inersia dengan periodenya, yaitu berbanding lurus.
Hasil penurunan rumus yang didapat masih sejalan dengan rumus umum dari momen inersia, dengan jari – jari dari benda berbanding lurus dengan periodenya. Data yang didapat masih sejalan dengan teori yang berlaku, dengan tingkat error rata – rata adalah 2,52%.
DAFTAR PUSTAKA
Agustina, Sukmaissita. 2022. MOMEN INERSIA: DEFINISI, RUMUS, DAN PENERAPANNYA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI. Diakses pada laman https://akupintar.id/info- pintar/-/blogs/momen-inersia-definisi-rumus-dan-penerapannya-dalam-kehidupan- sehari-hari
2020. Momen Inersia. Diakses pada laman https://www.studiobelajar.com/momen-inersia/