Jurnal Modulus Young Tarikan Fixx [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan ke pada Tuhan Yang Maha Esa karena atas Rahmat dan Karunia-Nya,sehingga penyusunan makalah ini yang berjudul “YOUNG MODULUS TARIKAN” ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Paper ini dibuat dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan Mata Kuliah Praktikum Fisika Dasar di Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Mineral, Institut Sains dan Teknologi T.D Pardede, Medan. Penulis menyadari bahwa penulisan paper ini masih sangat jauh dari kesempurnaan, karena itu penulis mengharapkan kepada semua pembaca paper ini masukan, kritik dan saran yang membangun dari seluruh pihak demi kesempurnaan paper ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada Dosen Pembimbing Mata Kuliah Fisika dan juga Asisten Dosen dan semoga paper ini bermanfaat terutama untuk penulis sendiri, dan bagi pembaca yang memerlukan.



Medan, 04 Mei 2019



Penulis



1



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR…………………………………………………………..………… 1 DAFTAR ISI ………………………………………………………………………………… 2 BAB I PENDAHULUAN………………………………………………………………… 3 1.1.Latar Belakang………………………………………………………………



3



1.2Judul percobaan…………………………………………………………….



3



1.3Tujuan……………………………………………………………………………



3



BAB II PEMBAHASAN…………………………………………………………………. 4 2.1 Teori……………………………………………………………………………...



4



2.2 HUKUM HOOKE……………………………………………………………..



5



2.3 ELASTILITAS DAN MODULUS YOUNG……………………………..



6



2.4 MODULUS YOUNG/ELASTIS…………………………………………..



10



2.5 UJI TARIK……………………………………………………………………….



12



2.6 ALAT……………………………………………………………………………..



13



BAB III KESIMPULAN………………………………………………………………….. 15 DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………………..



2



16



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Modulus Young dapat diartikan secara sederhana, yaitu adalah hubungan besaran tegangan tarik dan regangan tarik. Lebih jelasnya adalah perbandingan antara tegangan tarik dan regangan tarik. Modulus Young sangat penting dalam ilmu fisika karena setelah mempelajarinya, kita bisa menggunakannya untuk menentukan nilai kelastisan dari sebuah benda. Karena dirasa penting bagi mahasiswa untuk mengetahui dan menguasainya, dilakukanlah seuah praktikum untuk memperdalam materi fisika tentang Modulus Young. Selanjutnya, untuk melengkapi praktikum tersebut, disusunlah laporan praktikum itu. Isi dari laporan ini tak lain adalah tinjauan pustaka yang berisi teori-teori Modulus Young, tujuan praktikum, hasil-hasil pengamatan dan pembahasan hal-hal yang telkah terjadi dalam praktikum.



1.2.Judul Percobaan Young Modulus Tarikan



1.3.Tujuan Menyelidiki sifat kekenyalan beberapa logam logan dan menghitung modulus young dengan mengukur perpanjangan kawat akibat pembebenan.



3



BAB II PEMBAHASAN 2.1.Teori Hukum Hooke menyatakan bahwa :



Tegangan =kons tan(asal deformasi keci l) Rega ngan



Maksud deformasi kecil adalah perubahan bentuk masih elastis,sehingga bahan tersebut kembali ke posisi semula,apabila kakas yang dikerjakan di tiadakan. Oleh karena perbandingan tegangan dengan regangan didefenisikan sebagai modulus kenyal,maka modulus kenyal konstan asal deformasi kecil itu.Andaikan suatu kawat panjangnya semula adalah L mengalami kakas tarikan F,pada salah satu ujungnya, dan ujung yang satu lagi tetap, sehingga panjangnya bertambah L, dan luas penampangnya A=π r2 ,dimana r = jari-jari kawat.



Tegangan tarik =



kaka s tarikan F = luas penampang A



peru bahan panjang ∆ L = panjang semu la L∘



Regangan tarikan=



4



F tega ngan A = Modulus Young= regangan ∆ L L∘



Catatan : Definisi Modulus Young tetap sama untuk kakas yang merupakan desakan pada kedua ujung.Satuan SI untuk tegangan dan modulus young adalah Newton meter-2 (NM-2). Sesuai dengan defenisi usaha, W=F .X ,sehingga energi yang tersimpan akibat perpanjangan diluar dengan E= F .dx



2.2.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:



di mana: F= adalah gaya (dalam unit newton) K= adalah konstante pegas (dalam newton per meter) x =adalah jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya (dalam unit meter).



5



2.3.Elastisitas dan Modulus Young Bila suatu pegas diberikan beban (w) maka pegas akan bertambah panjang (x) :



maka berlaku hubungan :



Keterangan : F = gaya pegas (N) k = konstanta pegas (N/m) x = pertambahan panjang pegas (m) Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya yang bekerja pada pegas justru berlawanan dengan gaya yang kita berikan (misal : jika pegas kita tarik ke bawah maka menimbulkan gaya pegas ke atas) dan bila hanya ditanya nilainya saja maka tanda negatif tersebut boleh tidak dicantumkan. Bila pertambahan panjang pegas disebabkan oleh beban (w) yang digantungkan pada salah satu ujungnya, maka berlaku hubungan : Gaya (F) = Berat Beban (w)



6



Sedangkan beban tersebut dapat dicari dengan rumus :



Keterangan : w = berat beban (N) m = massa beban (kg) g = percepatan grafitasi (m/s2) Besarnya percepatan grafitasi biasanya = 10 m/s2 atau 9,8 m/s2. Biasanya dalam soal sudah dicantumkan dan seandainya belum maka biasanya percepatan grafitasi yang dipakai yang 10 m/s2. Besar energi potensial pegas dapat dihitung dengan rumus :



atau Hubungan antara gaya dan pertambahan panjang dapat digambarkan dalam grafik sebagai berikut :



7



Gambar. Susunan Pegas



a. Susunan Seri Besar konstanta gabungannya :



Setelah mendapat nilai 1/ks jangan lupa dibalik untuk mendapatkan nilai ks. jika nilai k1 = k2 = k3 = …. maka :



Dimana : n = banyaknya pegas



8



b. Susunan Paralel Besar konstanta gabungannya :



jika nilai k1 = k2 = k3 = …. maka :



Bila susunan pegas terdiri dari gabungan susunan seri dan paralel maka harus ditentukan dahulu bagian yang digabung terlebih dahulu. jika diibaratkan aliran sungai maka bagian cabang yang terumitlah yang digabung terlebih dahulu, baru kemudian hasil gabungan tersebut digabung dengan bagian yang lain….intinya penggabungan secara seri dan paralel mempunyai rumus yang berbeda sehingga tidak mungkin dikerjakan bersama-sama, di dalam rangkaian paralel bisa jadi ada bagian yang harus diseri terlebih dahulu dan sebaliknya dalam rangkaian seri bisa jadi ada bagian yang harus diparalel terlebih dahulu, seperti contoh di bawah ini :



9



2.4.Modulus Young/Elastis Jika ada benda yang bersifat elastis dengan panjang tertentu kemudian ditarik dengan gaya tertentu yang mengakibatkan pertambahan panjang benda tersebut maka berlaku hubungan :



Dimana : I∘=panjang mula-mula ΔI=pertambahan panjang d=diameter lingkaran r=jari-jari lingkaran A=luas penampang



Pengambaran di atas diasumsikan luas penampangnya berbentuk lingkaran dan besarnya tegangan (T) dan regangan dari peristiwa tersebut dapat dicari dengan rumus : Tegangan (T) :



10



F = gaya (N)



Regangan (e) :



Dan nilai modulus young/elastinya = tegangan (T) dibagi regangannya (e) :



Periode dan Frekuensi pada Pegas : Periode ( T ) :



T=2π



√



m k



Frekuensi ( f ) :



f=



1 2π



√



k m



11



Keterangan : k = konstanta pegas m = massa beban pada pegas ( kg )



2.5.Uji Tarik Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu [Askeland, 1985]. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.



Gambar 1. Mesin uji tarik dilengkapi spesimen ukuran standar.



Seperti pada gambar 1 benda yang di uji tarik diberi pembebanan pada kedua arah sumbunya. Pemberian beban pada kedua arah sumbunya diberi beban yang sama besarnya. 12



Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada material. Dimana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan pembebanan uniaxial sehingga spesimen uji mengalami peregangan dan bertambah panjang hingga akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. Hal-hal yang perlu diperhatikan agar penguijian menghasilkan nilai yang valid adalah; bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-lain. 2.6.Alat Katetometer adalah alat untuk mengukur perubahan panjang suatu kawat dibandingkan dengan kawat lain.



Gambar :katetometer



13



Pada alat ini, suatu timbangan air digunakan untuk menunjukkan perubahan tinggi bagian kanan dibandingkan bagian kiri. Timbangan air dapat disetel dengan memutar sekrup micrometer yang terpasang pada alat,supaya kedudukan katetometer horizontal. Cara pembacaan alat ini serupa dengan micrometer biasa.Ada dua bagian skala,satu tertera dalam mm dan 0,5 mm dan satu lagi (pada knop pemutaran) dalam 0,001 mm. 2.7.Prosedur Eksperimen 1.Memeriksa apakah kawat yang tergantung sudah terikat (terjepit) dengan baik. 2.Mempelajari cara kerja (pembacaan) katetometer (meminta penjelasan dari asisten. 3.Memasang beban tetap pada gantungan sebelah kiri (kawatA) untuk meluruskan kawat , dan kawat ini dipakai sebagai patokan untuk mengukur perubahan panjang kawat sebelah kanan (kawat B). 4.Mengukur diameter kawat B dengan micrometer sekrup. Jangan menjepit kawat dengan keras,putar sekrup dengan knop kecil diujung. 5.Meminta asisten memeriksa apakah kawat B,betul – betul lurus. Stel timbangan air ke posisi setimbang (horizontal) dan mencatat petunjuk



katetometer (posisi



mula-mula) dan table seperti contoh dibawah untuk beban M=0 penunjuk semula diberi symbol Xo 6.Beban diletakkan pada kawat B, maka posisi kesetimbangan akan berubah,putambah beban sampai batas yang ditentukan asisten. 7.Mengurangi beban satu persatu sambil mencatat penunjukkan katetometer.Sam14



pai habis (termasuk M=0). 8.Mengganti kawat dengan jenis lain, mengulangi prosedur diatas sampai kawat putus.



BAB III KESIMPULAN 1.Besarnya modulus elastisitas ini dipengaruhi oleh beberapa factor,diantaranya panjang penyangga, jenis bahan, berat beban dan juga gravitasi. 2.Menurut percobaan semakin pendek pertambahan panjang suatu bahan maka semakin tinggi nilai modulus elastisitasnya. 3.Perbandingan antara tegangan dan regangan atau persatuan regangan disebut modulus elastic bahan. 4.perbandingan iinidisebut modulus elastisitas young untuk bahan dan dinyatakan dengan y.



15



DAFTAR PUSTAKA http://blog.uad.ac.id/ermasurya/2011/12/03/elastisitas-dan-modulus-young/ http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Hooke http://ardrianamijaya.blogspot.com/2013/04/uji-tarik.html http://sersasih.wordpress.com/2011/07/21/laporan-material-teknik-uji-tarik/ Lubis,Syamsulsyah.(2014).Penuntun Praktikum Fisika Dasar.ISTP Medan. http://theindahndut-iindaahh.blogspot.com/2011/05/laporan-modulus-elastisitas.html



16