Daftar isi
Praktikum Fisika Elastisitas
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Pada beberapa bahasan mengenai gaya, benda yang mengalami gaya dianggap tidak mengalami perubahan bentuk. Namun, kenyataannya setiap benda akan mengalami perubahan bentuk apabila diberikan gaya pada benda tersebut. Pada benda elastis, akan terjadi pertambahan panjang yang merupakan akibat dari adanya gaya yag bekerja pada benda tersebut. Benda ini berlaku hampir pada semua materi padat, tetapi hanya pada suatu batas tertentu. Apabila benda yang terjadi terlalu besar, maka benda pun akan meregang dengan sangat besar sehingga tidak menutup kemungkinan benda tersebut akan patah. Gaya luar yang dikerjakan pada benda tersebut mengkibatkan terjadinya perubahan bentuk benda (deformasi) yang tidak melebihi batas proporsional. Sedangkan pada benda plastis, jika benda tersebut diberi gaya maka akan mengalami pertambahan panjang dan jika gaya yang bekerja pada benda tersebut dihilangkan, maka benda tidak dapat kembali ke bentuk semula.
Sebenarnya dalam kehidupan kita sehari-hari, kita sering mempraktikan ilmu-ilmu fisika, baik yang sudah kita pelajari maupun yang belum kita pelajari. Namun seringnya kita tidak menyadari dan tidak paham akan hal itu. Sebagai contoh hal yang berhubungan dengan fisika yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah sebuah karet gelang yang kita rentangkan, jika kita lepaskan akan kembali ke bentuknya semula. Itulah yang menandakan adanya sifat elastis benda yang kita kenal dengan keelastisitasan. Semua benda nyata, jika diberi gaya, akan berubah dibawah pengaruh gaya yang bekerja padanya. Perubahan bentuk atau volume tersebut ditentukan oleh gaya antarmolekulnya. Untuk membedakan kedua jenis bahan benda antara benda elastis dan benda plastis , maka didefinisikan suatu sifat bahan yang disebut elastisitas. Jadi, elastisitas merupakan salah satu mekanik bahan yang dapat menunjukkan kekuatam, ketahanan, dan kekakuan bahan tersebut terhadap gaya luar yang diterapkan pada bahan tersebut. Nilai keelastisitasan ini disebut juga modulus elastisitas.
B. Tujuan Percobaan
- Dapat memahami penggunaan hukum hooke mengenai elastisitas pegas dari bahan baja
- Dapat membandingkan konstanta pegas dari pegas dan membandingkan nilai konstanta yang diperoleh dari metode grafik dengan persamaan hukum hooke.
Bab II. Tinjauan Pustaka
Elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Suatu benda dikatakan elastis apabila benda tersebut setelah diberi gaya dapat kembali ke bentuk semula. Setiap benda elastis memiliki batas elastis yang apabila keelastisan benda tersebut sudah melampaui batas elastisitas maka akan menyebabkan kerusakan pada benda tersebut. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda elastis, maka bentuk benda tersebut berubah.
Bola yang terbuat dari karet, bila diberi gaya tekan maka bentuknya tidak bulat lagi. Namun jika gaya tersebut dihilalangkan, bentuk bola tersebut juga akan kembali pada bentuk semula. Akan tetapi jika bola yang terbuat dari tanah liat diberi gaya yang sama dan gayanya dihilangkan, maka bentuk bola tersebut tidak dapat kembali pada bentuk semula. Dari kejadian tersebut maka dapat disimpulkan bahwa ada 2 golongan bahan, yaitu bahan elastis dan bahan tidak elastis. Bahan elastis adalah bahan yang dapat kembali pada bentuk semula jika diberi suatu gaya,contohnya adalah karet,baja dan kayu. Sedangkan bahan tidak elastis adalah bahan yang tidak dapat kembali lagi pada bentuk semula jika diberi gaya meski gaya tersebut telah dihilangkan, contohnya adalah tanah liat dan plastisin.menurut hukum hooke jika gaya tarik tidak melampaui batas elastic pegas maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya
F = -k.x
Dimana :
k = konstanta gaya pegas.
x = pertambahan panjang
F = gaya
Grafik antara gaya F dan pertambahan panjang x merupan garis lurus. Dengan grafik ini harga k dapat dicari dengan menggunakan kemiringan grafik. Hukum Hooke juga berlaku pada kawat yang dipuntar
T = k’.
Dengan: T = gaya (berat beban) dikalikan dengan diameter kalor
= sudut puntar
Secara teoritis, k’ dapat dihitung seperti berikut:
k’ =
Dimana:
G = Modulus Rigiditas
d = diameter kawat
L = panjang dua kawat yang menghasilkan sudut puntir
Pegas merupakan salah satu contoh benda elastis. Selain benda elastis terdapat pula benda plastis, yaitu suatu benda yang tidak memiliki sifat elastis seperti pelastin, lumpur dan tanah liat. Pegas dan karet dengan adanya perubahan bentuk adalah pertambahan panjang. Sedangkan benda plastis merupakan benda yang tidak memiliki sifat elastisitas (tidak kembali kebentuk semula jika gaya luarnya dihilangkan).
Sebuah benda dikatakan elastis sempurna jika setelah gaya penyebab perubahan bentuk dihilangkan benda akan kembali ke bentuk semula. Sekalipun tidak terdapat benda yang elastik sempurna, tetapi banyak benda yang hampir elastik sempurna, yaitu sampai deformasi yang terbatas disebut limit elastik. Jika benda berdeformasi di atas limit elastiknya, dan apabila gaya-gaya dihilangkan, maka benda-benda tersebut tidak kembali ke bentuk semulanya. Benda ini disebut bersifat plastik. Perbedaan antara sifat elastik dan plastik hanyalah terdapat pada tingkatan dalam besar atau kecilnya deformasi yang terjadi (Sarojo, 2002: 318).
Benda dikatakan elastis bila suatu benda diberi gaya (F) kemudian gaya tersebut berhenti bekerja, maka panjang benda tersebut kembali kepada keadaan semula. Hal ini berbeda dengan benda plastis, benda dikatakan plastis bila suatu benda diberi gaya (F) kemudian gaya tersebut berhenti bekerja maka panjang benda tersebut tidak kembali kepada keadaan awal, dengan kata lain benda tersebut mengalami pertambahan panjang.
Tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan regangan tertentu pada keadaan bahan yang ditekan. Perbandingan antara tegangan dan regangan, atau tegangan persatuan regangan disebut Modus Elastisitas bahan.
Perbandingan antara tekanan (stress) dengan perubahan realif/regangan (strain) yang diakibatkan konstan. Untuk perubahan dalam satu dimensi konstanta tersebut dinyatakan dengan dengan modulus elastis/modulus young. Beban yang menimbulkan gaya F (dyne) pada benda dengan luas penampang A akan memberikan tekanan sebesar :
P =
Modulus elastisitas kayu dapat dihitung melalui pemberian beban sebagai tegangan yang diberikan pada kayu dan mengamati penunjukan oleh garis rambut sebagai regangannya. Besar pelenturan (f) ditentukan melalui:
F = B.
= 48 . E . I
= 4 . E . b .h
Dengan:
E = Modulus elastisitas
B = Berat Beban (dyne)
L = Panjang batang antara dua tumpuan (cm)
I = momen inersia linier batang terhadap garis netral
h = tebal batang (cm)
b = lebar batang (cm)
f = Pelenturan (cm)
Hukum Hooke
Hubungan antara tegangan dan regangan erat kaitannya dalam teori elastisistas. Apabila hubungan antara tegangan dan regangan dilukiskan dalam bentuk grafik, dapat diketahui bahwa diagram tegangan-regangan berbeda-beda bentuknya menurut jenis bahannnya. Hal ini membuktikan bahwa keelastisitasan benda dipengaruhi bahan dari bendanya. Hubungan proporsional antara tegangan dan regangan dalam daerah ini sesuai dengan Hukum Hooke. Beliau menyatakan bahwa:
“Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.”
Pernyataan tersebut di atas dikenal dengan nama hukum Hooke, dan dapat ditulis melalui persamaan:
Bab III. Metodologi Penelitian
A. Waktu dan Tempat
Hari/Tanggal : Sabtu, 22 Desember 2012
Waktu : Pukul 13.00 – 15.00 WIB
Tempat : Laboratorium fisika Institut Agama Islam Negeri Raden Fatah Palembang
B. Alat
Alat yang digunakan ketika praktikum dilaksanakan, yaitu :
- Statif
- Pegas
- Beban
C. Cara Kerja
Cara kerja ketika melakukan praktikum, yaitu:
- Baca bismillah sebelum melakukan praktikum
- Pasang pegas pada batang penyangga
- Ukur panjang pegas
- Beri beban secara bertahap dari 50g, 50g, 30g, 20g, dan 10g.
- Ukurlah panjang pegas setiap di beri beban
- Ulangi pengukuran panjang dengan mengurangi satu persatu beban.
- Masukkan data hasil pengukuran kedalm table yang telah disiapkan
Bab IV. Hasil dan Pembahasan
A. Hasil
| No | Beban | Massa | k | k2 | |
| 1 | M1 | 0.0618 kg | 0.06 m | 10.09 m | 101.88 m |
| 2 | M1+M2 | 0.1118 kg | 0.13 m | 8.42 m | 71.03 m |
| 3 | M1+M2+M3 | 0.1618 kg | 0.2 m | 7.92 m | 62.85 m |
| 4 | M1+M2+M3+M4 | 0.1818 kg | 0.23 m | 7.58 m | 57.47 m |
| 5 | M1+M2+M3+M4+M5 | 0.1918 kg | 0.25 m | 7.51 m | 56.52 m |
| 6 | M1+M2+M3+M4 | 0.1818 kg | 0.23 m | 7.58 m | 57.47 m |
| 7 | M1+M2+M3 | 0.1618 kg | 0.2 m | 7.92 m | 62.85 m |
| 8 | M1+M2 | 0.1118 kg | 0.13 m | 8.42 m | 71.03 m |
| 9 | M1 | 0.0618 kg | 0.06 m | 10.09 m | 101.88 m |
Grafik
Ket : Sumbu x = masaa (gr)
Sumbu y = (cm)
B. Pembahasan
Sifat elastis adalah kemampuan sesuatu untuk kembali kebentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan pada benda itu dihilangkan. Benda tak elastis adalah benda yang tidak kembali kebentuk awalnya setelah gaya luar dihilangkan. Benda elastis adalah benda yang kembali kebentuk awalnya setelah dihilangkan gaya luar.
Berdasarkan table analisis data, di ketahui bahwa semakin berat beban atau massa suatu benda yang digantungkan pada pegas maka akan semaki besar beban yang di tambahkan dan semakin panjang ukuran pada pegas yang diberi beban.
Dari hal tersebut dapat dikaitkan bahwa pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan pertambahan gaya pada pegas atau beban yang diberikan pada pegas tersebut.
Dimana F adalah gaya yang dilakukan pada pegas dengan satuan newton sedangkan k adalah konstanta pegas dengan satuan newton/meter dan x pertambahan anjang pegas dengan satuan meter.
Perbandingan antara tegangan dan regangan dinamakan sebagai modulus elastisitas atau modulus young. Perubahan panjang suatu pegas berbanding lurus (linier) dengan gaya tarik atau gaya tekan yang diberikan pada pegas tersebut
Bab V. Penutup
A. Kesimpulan
Dari praktikum ELASTISITAS dapat disimpulkan bahwa jika sebuah pegas diberikan gaya maka pertambahan pegas akan sebanding dengan gaya yang diberikan, mempermudah menentukan dan membandingkan nilai konstanta dengan metode grafik persamaan hukum Hooke. Sifat elastis adalah kemampuan seuatu untuk kembali kebentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan pada benda itu dihilangkan. Benda tak elastis adalah benda yang tidak kembali kebentuk awalnya setelah gaya luar dihilangkan. Benda elastis adalah benda yang kembali kebentuk awalnya setelah dihilangkan gaya luar.
B. Saran
Pada praktikum ELASTISITAS diharapkan praktikan harus lebih teliti dalam mengukur pegas. Harus berhati-hati ketika melaksanakan parktikum agar tidak terjadi kesalahan dan kerusakan pada alat praktikum. Oleh karena itu kita harus mematuhi tata tertib ketika praktikum berlangsung.
DAFTAR PUSTAKA
Halliday dan Resnick. 2011. Fisika Dasar. Erlangga. Jakarta.
Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan). Jakarta : Penebit Erlangga
Young. 2011. Fisika Universitas.Erlangga.Jakarta.gurumuda.net/tag/elastisitas-fisika-dasar.pdf. diakses tanggal 22 desember 2012,pukul 20.35 wib).novanurfauziawati.files.wordpress.com/…/modul-4-modulus-elastisitas.(di akses tanggal 22 desember 2012,pukul 20.30 wib).
