web viewbab ii. landasan teori. ... pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa elatisitas...
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
EKSPERIMEN FISIKA
“Modulus Elastisitas”
Nama :
Oga Puspita Sari (A1E010001)
Hansen Wahyudi (A1E010024)
Thia Dwi Susanti P.G (A1E010013)
Ozha Vianie (A1E010028)
Dosen Pembimbing : M. Sutarno, M.Pd
UNIVERSITAS BENGKULU
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
LABORATORIUM PENGAJARAN FISIKA
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pegas dan karet merupakan contoh benda elastis. Elastisitas adalah kemampuan
suatu benda untuk dapat kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang
dihilangkan disebut dengan benda plastis. Jika pada suatu benda diberi gaya luar, maka
benda tersebut pada umumnya akan mengalami suatu perubahan bentuk, baik berupa
regangan, tegangan, geseran. Regangan adalah perubahan bentuk yang terjadi pada
suatu benda bila dua buah gaya yang sama besar dan berlawanan arah menjauhi titik
pusat massanya sehingga benda tersebut akan bertambah panjang. Sebaliknya,
perubahan bentuk yang terjadi bila dua buah gaya sama besar dan berlawanan arah
yang di berikan pada masing-masing bidang ujung benda dengan arah menuju titik
pusat benda disebut dengan tegangan.
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana cara menentukan Modulus Elastisitas suatu bahan?
1.3 Tujuan
Setelah mempelajari dan melakukan percobaan pada modul ini diharapkan anda
mampu :
a. Menjelaskan cara menentukan Modulus Elastisitas suatu bahan
1.4 Definisi Istilah
Modulus elastisitas yang dimiliki suatu bahan adalah merupakan perbandingan antara
tegangan dan regangan yang dimiliki oleh suatu benda.
1.5 Hipotesis
Modulus elastisitas yang dimiliki suatu bahan adalah merupakan perbandingan antara
tegangan dan regangan yang dimiliki oleh suatu benda, dan sirumuskan :
E=
FA
∆ ll
BAB II
LANDASAN TEORI
Apabila sebuah benda yang homogeny memiliki panjang l, dan luas
penampang A, ditarik dengan sebuah gaya F, maka benda tersebut akan bertambah
panjangnya sebesar Δl. Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa
elatisitas adalah kemampuan suatu benda untuk dapat kembali kebentuk awalnya
segera setelah gaya luar yang diberikan terhadap benda tersebut dihilangkan.
Modulus elastisitas yang dimiliki suatu bahan (gambar 2.5) adalah merupakan
perbandingan antara tegangan dan regangan yang dimiliki oleh suatu benda, dan
sirumuskan :
E=
FA∆ ll
Dimana F = m.g adalah gaya (N), A=πr2 adalah luas penampang bahan (m2), l adalah
panjang bahan mula-mula (m), dan Δl pertambahan panjang bahan setelah mendapat
gaya eksternal (m). bertambahnya panjang bahan l oleh gaya tarik tersebut tidak perlu
tiap-tiap kali dimasukkan kedalam persamaan (2.25), karena Δl<<1 sehingga dapat
diabaikan berkurangnya penampang oleh tarikan tersebut. Pada percobaan ini akan
digunakan bahan yang terbuat dari sebar atau logam yang panjangnya kira-kira 150
cm dan diameternya kira-kira 0,5mm. bahan ini akan digantung dan pada ujungnya
sebelah bawah terdapat tempat untuk beban (anak-anak timbangan).
Pada gambar 2.5 sebuah neraca air dipasang sedemikian hingga ujung yang
satu (P) mengikuti gerakan ujung bawah dari kawat (bahan), sedang ujungnya yang
lain (Q) bersandar di atas sekrup micrometer (M) yang dipasang vertical pada tempat
yang permanen. Pada keadaan sebelum ada beban, neraca air dibuat horizontal dengan
cara mengubah M. dalam keadaaan ini sikap M dibaca, kemudian neraca air diberi
beba antara 100 gram sampai dengan 150 gram, sehingga titik P akan turun dan
neraca air miring. Ini dibuat horizontal kembali dengan menurunkan M. jika neraca air
sudah horizontal sikap M dibaca lagi. Dengan menggunakan micrometer perubahan
panjang bahan sepanjang 0,01 mm akan dapat dibaca dengan cermat. Seterusnya tiap-
tiap kali ditambahkan beban kira-kira 100 gram dan tiap-tiap kali sikap M dibaca bila
neraca air sudah horizontal.
Dengan demikian persamaan (2.25) dapat dituliskan sebagai
m= AEl
∆ l atau ∆ l= lAE
m (2.26)
Persamaan (2.26) adalah merupakan persamaan linear yang berbentuk y = ax + c,
dimana m adalah merupakan variable bebas (sumbu x), Δl adalah variable terikat
(sumbu y), dan l
AE adalah gradient (slope).
Untuk menghitung besarnya Modulus elastisitas suatu bahan dapat dicari
melalui dua cara yaitu dengan metode grafik dan metode regresi linear.
1. Metode Grafik
Kita akan memplot grafik antara Δl versus m pada kertas grafik millimeter
blok
∆ l(m)
a2
a
a1
m (kg)
Gambar 2.6
Grafik hubungan antara ∆ i vs m
Besarnya modulus elastisitas young menurut persamaan (2.26) adalah
E= IA a , dengan a=∆ y
∆ x=
y2− y1
x2−x1(2.27)
Sedangkan besarnya ketidakpastian E dapat dihitung melalui cara yang sama seperti
persamaan (2.20) yaitu :
∆ E=|E1−E2
2 | (2.28)
Dimana
E1=I
A a1, dengan a1=
∆ y∆ x
=y22− y12
x22−x12 (2.29)
E2=I
A a2, dengan a2=
∆ y∆ x
=y12− y11
x12−x11 (2.30)
Dengan demikian besarnya modulus elastisitas young suatu bahan dengan menggunakan
metode grafik dapat dituliskan sebagai
E=( E ± ∆ E ) satuan (2.31)
Cara kedua melakukan perhitungan terhadap modulus elastisitas young suatu bahan dapat
dilakukan dengan menggunakan metode regresi linear, yaitu :
E= IA a , dimana a=
N ∑ mi ∆ li−∑ mi ∆ li
N ∑ mi2−¿¿¿
(2.32)
Sedangkan ketidakpastian E dapat dihitung melalui persamaan (1.15) yaitu :
❑E=√ (0,68 )2[( ∂ E∂ l
∆ l)2
+( ∂ E∂ A
∆ A )2]+( ∂ E
∂ lσa)
2
¿ E√ (0,68 )2[ ( ∆ l )2
l+
(∆ A )2
A ]+ σa2
a
Dimana σ a2=
N σ ∆l2
N∑ mi2−(∑mi )
2 , dan menurut persamaan (1.13)
σ ∆ l2 = 1
N ∑ ( ∆ li−a mi )2
Ketidakpastian adalah
∆ A=2 A . ∆ dd (2.33)
Dengan demikian besarnya modulus elastisitas young suatu bahan dengan menggunakan
metode regresi linear dapat dituliskan sebagai
E=( E ± σ E ) satuan (2.34)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
a. Senar nilon dan kawat logamb. Anak timbanganc. Micrometerd. Neraca air (water pass)
a. Langkah Kerja
1. Pasangkan kawat (senar) yang panjangnya 150 cm pada tempatnya (perhatikan gambar 2.5)
2. Putarlah micrometer hingga neraca air horizontal (tanpa beban), catatlah kedudukannya secara benar
3. Pasnglah beban (anak timbangan) 100 gr, kemudian putarlah micrometer hingga neraca air horinzontal, dan catatlah kedudukannya baik-baik
4. Lakukanlah langkah (3) dengan menambah massa menjadi 120 gr, 140 gr, 160 gr, 180 gr, 200 gr, 220 gr, 240 gr, 260 gr, 280 gr, serta catatlah kedudukan micrometer untuk setiap penambahan massa
5. Ukurlah diameter penampang kawat (senar), dan ingat bahwa 1 adalah panjang kawat (senar) mula-mula sebelum adanya beban.
a. Gambar Percobaan
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data
Panjang kawat awal = 61 cm = 610 mm
Skala/panjang awal micrometer = 15 mm
No Beban (gram) l ∆ l ket
1 100 14,5 mm 610,5 mm
2 200 13,95 mm 611,05 mm
3 300 13,31 mm 611,69 mm
4 400 12,35 mm 612,65 mm
5 500 11,77 mm 613,23 mm
6 600 11,35 mm 613,65 mm
7 700 11 mm 614 mm
8 800 10,48 mm 614,52 mm
9 900 9,79 mm 615,21 mm
10 1000 9,17 mm 615,83 mm
4.2 Perhitungan/Analisis Data
Untuk mencari pertambahan panjang (∆ l) dari hasil pengamatan diatas dapat dicari dengan
rumus :
∆ l = l ˳ - l
Keterangan : ∆ l = Perubahan panjang (mm)
l ˳ = panjang awal micrometer (mm)
l = Pertambahan panjang micrometer (mm)
Penyelesaian :
15 – 14,5 = 0,5 ∆ l = 0,5 + 610 = 610,5
15 – 13,95 = 1,05 ∆ l = 1,05 + 610 = 611,05
15 – 13,31 = 1,69 ∆ l = 1,69 + 610 = 611,69
15 – 12,35 = 2,65 ∆ l = 2,65 + 610 = 612,65
15 – 11,77 = 3,23 ∆ l = 3,23 + 610 = 613,23
15 – 11,35 = 3,65 ∆ l = 3,65 + 610 = 613,65
15 – 11 = 4 ∆ l = 4 + 610 = 614
15 – 10,48 = 4,52 ∆ l = 4,52 + 610 = 614,52
15 – 9,79 = 5,21 ∆ l = 5,21 + 610 = 615,21
15 – 9,17 = 5,83 ∆ l = 5,83 + 610 = 615,83
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Modulus elastisitas yang dimiliki suatu bahan (gambar 2.5) adalah merupakan
perbandingan antara tegangan dan regangan yang dimiliki oleh suatu benda, dan
sirumuskan :
E=
FA
∆ ll
Dimana F = m.g adalah gaya (N), A=πr2 adalah luas penampang bahan (m2), l adalah
panjang bahan mula-mula (m), dan Δl pertambahan panjang bahan setelah mendapat gaya
eksternal (m).
5.2 Saran
Agar diperoleh hasil yang akurat maka praktikan harus teliti dalam melakukan
percobaan.
Dalam melakukan perhitungan, praktikan harus berhati-hati agar hasilnya tidak
salah.
DAFTAR PUSTAKA
Bambang Purwadadi, dkk. (1999) Panduan Praktikum Fisika Dasar. Yogyakarta:
Universitas Gajah Mada.
Giancoli, 1989. fisika. Jakarta : Erlangga
Lab Fisika Dasar. (1999). Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Jakarta: Universitas Negeri
Jakarta
Marcelo, Alonso dan Edward J.Finn.1993. Dasar- dasar universitas.Jakarta : Erlangga
Sutrisno. 1997. Fisika Dasar. Bandung:ITB