Laporan Fisika Modulus Elastisitas [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODULUS YOUNG Disusun oleh: Nama



: Esti Tri Pusparini



Npm



: 240110110026



Kelompok



: 5/



Hari/tanggal Praktikum : Selasa/11 Oktober 2011 Waktu



: 15.00-17.00 WIB



Asisten



: Fredy Agil Raynaldo



LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJAJARAN JATINANGOR



2011 PENDAHULUAN BAB I 1.1 Latar Belakang Menurut hukum Hooke kekuatan bahan merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan pada sebuah kayu di dalam batas elastisitas yang bernilai konstan. Tegangan dideinisikan sebagai distribusi gaya per unit luas, sedangkan regangan adalah perubahan panjang per unit panjang bahan semula. Rasio ini biasa disebut modulus elastisitas atau disebut juga modulus young. Modulus elastisitas (E) merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk atau lentur yang terjadi samapai dengan batas elastis. Semakin besar benda bekerja, semakin tinggi tegangan yang timbul dan semakin besar perubahan bentuk yang terjadi sampai batas elastis Modulus elastis 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:



Dimana: f = Pelenturan (cm) B = Berat Beban (dyne) L = Panjang batang antara dua tumpuan (cm) E = Modulus elastisitas b = lebar batang (cm) h = tebal batang (cm) I = momen inersia linier batang terhadap garis netral 1.2 Tujuan 1. Membedakan pengertian dari regangan 2. Menentukan modulus elastisitas ( E ) dari suatu batang kayu dengan cara pelenturan.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 3.1 Modulus Elastis Suatu benda dikatakan elastis apabila benda tersebut setelah diberi gaya dapat kembali ke bentuk semula. 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. Contoh benda elastis dan benda plastis



gambar 1 pegas



gambar 2 tanah liat



Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali kebentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan pada benda itu dihilangkan. Setiap benda elastis memiliki batas elastis yang apabila



keelastisan benda tersebut sudah



melampaui batas elastisitas maka akan memyebabkan kerusakan pada benda tersebut. Sedangkan 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 menimbulkangaya F (dyne) pada benda dengan luas penampang A akan memberikan tekanan sebesar : P = F/A Sedangkan penambahan panjang benda dibandingkan dengan panjang mula-mula dinyatakan dengan :



regangan = ∆l / lo Modulus elastisitas dinyatakan dengan rumus :



Modulus elastisitas pada kayu dapat dihitung dengan rumus:



Modulus Elastisitas =



Dimana: L = panjang (m) F =gaya (N) b = lebar (m) h = tebal (m) 3.2 Tegangan Tegangan merupakan hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampangnya (A) atau bisa juga didefinisikan sebaghai gaya per satuan luas. Tegangan merupakan besaran skalar yang mempunyai satuan N/m² atau Pascal (Pa).



Dimana :



tegangan (N/



F = gaya (N)



A = luas ( 3.3 Regangan Bila gaya diberikan pada balok tersebut memberikan tegangan tarik, maka balok tersebut juga mengalami perubahan bentuk yang disebut regangan. Lo ∆L F



F



L Regangan:



Dimana: e = reganan



pertambahan panjang



panjang mula-mula Karena pertambahan panjang ∆L dan panjang awal L adalah besaran yang sama, maka regangan e tidak memiliki satuan atau dimensi.



Berdasarkan penjelasan yang ada diatas dapat dambil kesimpulan bahwa regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang suatu benda dengan panjang awalnya bila benda tersebut diberi gaya. 3.4 Hukum Hooke Pada tahun 1676, Robet Hooke mengusulkan suatu hukum fisika menyangkut pertambahabsebuah benda elastik yang dikenal oleh suatu gaya. Menurut Hooke, pertambahan panjang berbanding lurus dengan gaya yang diberika pada benda. Secara matematis, hukum Hooke dapat dituliskan sebagai berikut : F = kx Dimana F = gaya yang dikerjakan (N) k = konstanta gaya (N/m) x = pertambahan panjang (m) Perlu diingat bahwa hukum Hooke hanya berlaku untuk benda elastik, tidak berlaku untuk benda plastik.



BAB III METODE PRAKTIKUM 3.1 Alat dan Bahan Untuk melakukan praktikm ini diperlukan alat dan bahan seperti dibawah ini: a. Meja b. Dua buah tumpuan c. Skala cermin d. Beban dan dudukan beban e. Kait yang dilengkapi garis rambut f. Tiga buah batang kayu yang berbeda geometri 3.2 Prosedur Percobaan a. Dua tumpuan diukur panjang, lebar dan tebal masing-masing. b. Beban ditimbang massanya apabila belum diketahui berat massanya. c. Alat-alat disusun sesuai dengan gambar. d. Pada kedudukan tanpa beban, kedudukan garis rambut pada kedudukan seimbang dibaca dan dicatat. e. Pada tiap penambahan beban dibaca dan dicatat kedudukan garis rambut. f. Tiap pengurangan beban dibaca dan dicatat kedudukan garis rambut sampai pada keadaan tanpa beban. g. Dicatat datanya pada tabel setalah membaca kedukan garis rambut setiap melakukan pengurangan beban.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil percobaan Ukuran batang kayu Batang



Panjang L (m)



Lebar b (m)



Tebal h (m)



I



0,8



0.019



0.009



II



0,8



0.014



0.014



III



0,8



0.010



0.009



Massa satu buah beban = 5 kg = 5000 gram Batang I M



B=mx



f+



f_



Frata-rata



∆f



E



Erata-rata



ass



980



(m)



(m)



(m)



(m)



(dyne/m) (dyne/m2)



a



(dyne)



(g) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3



0 4,9 9,8 14,7 19,2 24,5 29,4



6,3 x 10-2 6,6 x 10-2 6,9 x 10-2 7,2 x 10-2 7,5 x 10-2 7,8 x 10-2 8,1 x 10-2



6,3 x 10-2 6,6 x 10-2 6,9 x 10-2 7,2 x 10-2 7,5 x 10-2 7,8 x 10-2 8,1 x 10-2



6,3 x 10-2 6,6 x 10-2 6,9 x 10-2 7,2 x 10-2 7,5 x 10-2 7,8 x 10-2 8,1 x 10-2



0 0 0 0 0 0 0



Batang II Mas



B=mx



f+



f_



Frata-rata



∆f



E



Erata-rata



sa



980



(m)



(m)



(m)



(m)



(dyne/m)



(dyne/m2)



(g) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3



(dyne) 0 4,9 9,8 14,7 19,2 24,5 29,4



6,0 x 10-2 6,2 x 10-2 6,3 x 10-2 6,4 x 10-2 6,5 x 10-2 6,6 x 10-2 6,8 x 10-2



6,0 x 10-2 6,2 x 10-2 6,3 x 10-2 6,4 x 10-2 6,5 x 10-2 6,7 x 10-2 6,8 x 10-2



6,0 x 10-2 6,2 x 10-2 6,3 x 10-2 6,4 x 10-2 6,5 x 10-2 6,6 x 10-2 6,8 x 10-2



0 0 0 0 0 0,1 0



Batang III Ma



B=mx



f+



f_



Frata-rata



∆f



E



Erata-rata



ssa



980



(m)



(m)



(m)



(m)



(dyne/m)



(dyne/m2)



(g) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3



(dyne) 0 4,9 9,8 14,7 19,2 24,5 29,4



7,0 x 10-2 7,6 x 10-2 8,2 x 10-2 8,8 x 10-2 9,4 x 10-2 10,0 x 10-2 10,6 x 10-2



7,0 x 10-2 7,7 x 10-2 8,4 x 10-2 9,0 x 10-2 9,6 x 10-2 10,1 x 10-2 10,6 x 10-2



7,0 x 10-2 7,6 x 10-2 8,3 x 10-2 8,9 x 10-2 9,5 x 10-2 10.05 x 10-2 10,6 x 10-2



0 0,1 0,2 0,2 0,2 0,1 0



4.2 Pembahasan Modulus elastisitas kayu bisa dihitung dengan pemberian beban yang memberikan tegangan pada kayu. Besar dari niali modulus elastisitas sendiri dapat dilihat dari garis rambut sebagai regangannya. Hasil yang didapatkan dari praktikum ini sesuai dengan teori-teori yang ada walaupun belum sepenuhnya tepat. Tapi setidaknya telah mendekati dengan teori-teori yang ada. Hal ini dapat diketahui dari hasil pengamatan pada tabel baik itu batang I,batang II, maupun batang III. Apabila diilustrasikan dalam kurva, panjangnya akan bernilai konstan. Akan tetapi nilai elastisitas yang dihasilkan dari percobaan ini tidak sesuai dengan litelatur yang ada. Hal ini mungkin disebabkan karena pada saat mengukur atau melakukan pengamatan praktikan kurang teliti sehingga data yang diperoleh tidak sesuai dengan yang sesungguhnya. Selain itu, kesalahan juga bisa disebabkan karena praktikan salah dalam menghitung data yang telah diperoleh. Kemungkinan lain yang memnyebakan kurang sempurnannya hasil yang diperoleh dengan literatur yang ada adalah alat yang rusak.



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari praktikum yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan seperti yang ada dibawah ini : a. Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang suatu benda dengan panjang awalnya bila benda tersebut diberi gaya. b. Modulus elastisitas pada kayu dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:



Modulus Elastisitas =



5.2 Saran Sebelum melakukan praktikum, untuk para praktikan disarankan untuk lebih dahulu memahami materi praktikum yang akan dilakukan agar memudahka praktikan dalam melakukan praktikum ini. Karena praktikum ini membutuhkan tingkat ketelitian yang tinggi.



DAFTAR PUSTAKA Giancoly, Douglas. 2001. Fisika. Erlangga:Jakarta. Kanginan, Martheen. 2004. Fisika SMA 2A. Erlangga:Jakarta. Zaida, Drs.,M.Si. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Faperta UNPAD Anonim.2010.roger-easyphysics.blogspot.com/2010/03/elastisitas.html Anonim.2010.kitacintafisika.blogspot.com/2010/07/modulus-young.html



LAMPIRAN