Laporan Alat Peraga Pegas [PDF]

Citation preview

MINI RISET ALAT PERAGA PEGAS



OLEH: KELOMPOK XII (12) PUTRI ARDHANITA HARAHAP



4193111041



HARRY ALFARIDZI ANHAR



4193111045



TANTRI SIHITE



4193111052



NADYA GRACELLA SIMAJUNTAK



4193111058



MATEMATIKA DIK D 2019 MATA KULIAH : FISIKA UMUM DOSEN PENGAMPU : Dr. Sondang R. Manurung, M.Pd



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA JURUSAN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2019



A. Tujuan Penelitian 1. Menggunakan hukum Hooke untuk elastisitas pegas 2. Menentukan pengaruh massa beban terhadap besar nilai elastisitas pegas 3. Mengetahui pengaruh panjang pegas terhadap elastisitas pegas



B. LandasanTeori Jika sebuah pegas ditarik dengan gaya tertentu, maka panjangnya akan berubah. Semakin besar gaya tarik yang bekerja, semakin besar pertambahan panjang pegas tersebut. Ketika gaya tarik dihilangkan, pegas akan kembali ke keadaan semula. Jika beberapa pegas ditarik dengan gaya yang sama, pertambahan panjang setiap pegasakan berbeda. Perbedaan ini disebabkan oleh karakteristik setiap pegas. Karateristik suatu pegas dinyatakan dengan konstanta pegas (k). “Hukum Hook menyatakan bahwa jika pada sebuah pegasbekerja sebuah gaya, maka pegas tersebut akan bertambah panjang sebanding dengan besar gaya yang bekerja padanya”. Secara matematis, hubungan antara besar gaya yang bekerja dengan pertambahan panjang pegas dapat dituliskan sebagai berikut: F = k. x Keterangan : F = gaya yang bekerja (N) k = konstanta pegas (N/m) x = perubahan panjang pegas Pegas ada yang disusun secara tunggal, ada juga yang disusun seri atau paralel. Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan jumlah masing-masing pertambahan panjang pegas .Sehingga pertambahan total x adalah: X= Sedangkan untuk pegas yang disusun paralel, pertambahan panjang masing-masing pegas sama.Yaitu: Dengan demikian: Kp =



=



=



.



Perlu selalu di ingat bahwa hukum Hook hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak berlaku untuk daerah plastic maupun benda-benda plastik. Menurut Hooke, regangan sebanding dengan tegangannya, dimana yang dimaksud dengan regangan adalah persentase perubahan dimensi. Tegangan adalah gaya yang menegangkan per satuan luas penampang yang dikenainya. Sebelum diregangkan dengan gaya F, energy potensial sebuah pegas adalah nol, setelah diregangkan energy potensialnya berubah menjadi: E = k.X Jika sebuah benda diberikan gaya maka hukum Hooke hanya berlaku sepanjang daerah elastic sampai pada titik yang menunjukkan batas hukum Hooke. Jika benda diberikan gaya hingga melewati batas hukum Hooke dan mencapai batas elastisitas, maka panjang benda akan kembali seperti semula. Jika gaya yang diberikan tidak melewati batas elastisitas. Tapi hukum Hooke tidak berlaku pada daerah antara batas hukum Hooke dan batas elastisitas. Jika benda diberikan gaya yang sangat besar hingga melewati batas elastisitas, maka benda tersebut akan memasuki daerah plastis dan ketika gaya dihilangkan, panjang benda tidak akan kembali seperti semula, benda tersebut akan berubah bentuk secara tetap. Jika pertambahan panjang benda mencapai titik patah, maka benda tersebut akan patah. Berdasarkan persamaan hukum Hooke di atas, pertambahan panjang (L) suatu benda bergantung pada besarnya gaya yang diberikan (F) dan materi penyusun dan dimensi benda (dinyatakan dalam konstanta k). Benda yang dibentuk oleh materi yang berbeda akan memiliki pertambahan panjang yang berbeda walaupun diberikan gaya yang sama, misalnya tulang dan besi. . Demikian juga, walaupun sebuah benda terbuat dari materi yang sama (misalnya besi), tetapi memiliki panjang dan luas penampang yang berbeda maka benda tersebut akan mengalami pertambahan panjang yang berbeda sekalipun diberikan gaya yang sama. Jika kita membandingkan batang yang terbuat dari materi yang sama tetapi memiliki panjang dan luas penampang yang berbeda, ketika diberikan gaya yang sama, besar pertambahan panjang sebanding dengan panjang benda mula-mula dan berbanding terbalik dengan luas penampang. Makin panjang suatu benda, makin besar pertambahan panjangnya, sebaliknya semakin tebal benda , semakin kecil pertambahan panjangnya.



C. Alat dan Bahan I.



Alat



No 1 2 3 4



NamaAlat Palu Gergaji Paku Papan



II.



Bahan



No 1 2 3 4



Jumlah 1 1 Secukupnya 1



NamaBahan Beban Pegas Lakbanhitam Klem/ statif



Jumlah 4 2 Secukupnya 1



D. Langkah Kerja 1. Potong papan menjadi bentuk persegi panjang dengan ukuran 2. Satukan potongan kayu membentuk seperti tiang atau penyangga 3. Gantungkan pegas diujung penyangga 4. Tempelkan statif/klem didekat pegas 5. Ikatkan beban pada ujung pegas



E. HasilKerja Panjang pegas awal (cm)



Perubahan panjang(x) cm



50



7



11



80



7



14



100



7



16



150



7



21



Massa beban (gr)



F. Pembahasan Pada penelitian ini, praktikan mendapatkan massa pada besi sebesar 50 gram atau 0,05 kg, selanjutnya massa beban sebesar 80 gram atau 0,08 kg, massa beban ditambahkan sebesar 100 gram atau 0,01 kg, massa beban selanjutnya sebesar sebesar 150 gram atau 0,15 kg.



Untuk mengukur panjang awal pada pegas dalam praktikum ini praktikan menggunakan penggaris.Karena penggaris mempunyai ketelitian 0,1 mm selain itu penggaris juga mudah untuk dipahami. Sebaiknya penggaris yang digunakan harus panjang supaya lebih mudah dalam melakukan penghitungan. Panjang awal pada pegas yang didapat adalah 7 cm atau 0,07 m. Dalam penelitian mencari panjang akhir harus dilakukan secara seksama dan teliti. Dalam penelitian yang selanjutnya praktikan mendapatkan panjang akhir pada pegas dengan beban besi sebesar 50 gr adalah 11 cm, panjang akhir pada beban 80 gr sebesar 14 cm. panjang akhir pada beban 100 gr sebesar 16 cm , panjang akhir pada beban 150 sebesar 21 cm. Setelah praktikan selesai menghitung massa beban, panjang awal dan panjang akhir dari semua beban yang digunakan, selanjutnya praktikan menghitung besarnya ∆x atau selisih antara panjang akhir (Lt) dan panjang awal (Lo) dengan rumus: ∆x=Lt- Lo Dengan menggunakan rumus tersebut praktikan dapat menghitung selisih panjang akhir (L) dan panjang awal (Lo) dan mencatat semua hasilnya pada lembar tabel yang tersedia yang nantinya ∆x akan digunakan untuk menghitung besarnya konstanta pegas dan besarnya energy potensial pegas. Untuk mengitung nilai konstanta pegas adalah dengan memasukkan semua data yang telah diperoleh pada rumus konstanta pegas (k) .Masukkan nilai massa pada beban pertama (m1), grafitasi bumi( g = 10 m/s) dan selisih panjang akhir dan panjang awal pada rumus konstanta pegas tersebut. Untuk mempermudah penghitungan semua data yang ada praktikan menggunakan kalkulator. Karena disamping cepat hasil yang di dapat juga efisien. Caranya, masukkan nilai massa, grafitasi bumi dan selisih antara panjang akhir dan panjang awal .



Hasil dari penghitungan konstanta pegas pada percobaan ini adalah sebagai berikut: a.



Beban massa 50 gr



= b. Beban massa 80 gr



=



c.



Beban massa 100



=



d.



Beban massa 150



=



NO Massa Beban (kg) BeratBeban (N/Kg)PerubahanPanjangPegas ∆x KonstantanPegas (m) 1 2



0,05 0,08



0,5 0,8



0,04 0,05



12,5 11,4



3



0,1



1



0,09



11,1



4



0,15



0,15



0,14



10,7



Berdasarkan kajian teori yang diperoleh, dapat dinyatakan bahwa sebuah pegas yang diregangkan dengan satu gaya, maka pegas akan bertambah panjang. Jika gaya yang



digunakan untuk menarik suatu kawat tidak terlalu besar, maka perpanjangan pegas adalah sebanding dengan gaya yang bekerja. G. Kesimpulan Dari percobaan yang berjudul “Menentukan Konstanta Pegas (pegas)”, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Setiap bahan memiliki konstanta pegas yang berbeda. 2. Apabila sebuah pegas diberi gaya dan dilepaskan maka pegas tersebut akan kembali kebentuk awalnya. 3. Besarnya konstanta pegas dan ∆x mempengaruhi besarnya energy potensial pegas. 4. Semakin besar nilai konstanta, maka nilai energi potensial yang didapat juga semakin besar. Sebaliknya semakin kecil nilai konstanta, maka semakin besar nilai energi potensial. 5. Sifat elastis adalah sifat bahan yang selalu berusaha menghambat perubahan bentuknya dan cenderung mengembalikanya kebentuk semula. Benda yang memiliki sifat ini dinamakan dengan benda elastis. 6. Perubahan panjang suatu pegas berbanding lurus (linier) dengan gaya tarik atau gaya tekanan yang diberikan pada pegas tersebut. 7. Semakin berat beban yang digunakan semakin besar pula konstanta pegasnya. 8. Konstanta pegas berbanding lurus dengan massa dan gravitasi bumi serta berbanding terbalik dengan ∆x. 9. Jika sebuah pegas ditarik oleh gaya yang besarnya tidak melebihi batas elastisitas pegas, pegas tersebut bertambah panjang sebanding dengan besarnya gaya yang maka mempengaruhi pegas tersebut. 10. Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.