BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering mendengar istilah
elastis dan pegas. Pada materi praktikum kali ini, dipelajari
tentang elastisitas. Akan tetapi, meskipun sering mendengar,masih
banyak diantara kita yang belum mengetahui apa itu elastisitas.
Untuk itu, melalui praktek dan penyusunan makalah ini, diharapkan
dapat membantu dan menjelaskan apa itu elastisitas. Terutama
elastisitas dalam pegas yang dikemukakan oleh seorang arsitek
bernama Robert Hooke. Dan bagaimana gaya-gaya tarik pada benda yang
elastis, sesuai dengan Hukum Hooke. Tujuan diadakannya praktikum
Fisika Dasartentang hukum hooke ini adalah karena kurangnya
pemahaman tentang konsep hukum hooke dan elastisitas pegas, dan
juga karena kurangnya pemahamantentang bagaimana cara untuk
menentukan besarnya konstanta pegas dengan metode osilasi dan
perubahan panjang pegas.
Kemudiansalah satu tujuan utama dari praktikum ini adalah untuk
memenuhi kewajiban yang ditetapkan bahwa untuk mahasiswa jurusan
teknik pertambangan harus melakukan praktikum fisika dasar.
1.2. Tujuan 1. Mahasiswa dapat memahami penggunaan Hukum Hooke
mengenai elastisitas.
2. Mahasiswa dapat menentukan keelastisitasan suatu bahan.
1.3. Manfaat
1. Agar pembaca dapat lebih mengaplikasikan tentang elastisitas
dan Hukum Hooke dalam kehidupan sehari-hari
2. Agar pembaca tidak lagi rancu terhadap elastisitas1.4.
Rumusan Masalah
1. Bagaimana memahami konsep hukum hooke dan elastisitas
pegas?2. Bagaimana menentukan besarnya konstanta pegas dengan
metode osilasi dan perubahan panjang pegas?BAB 2TINJAUAN
PUSTAKA2.1. Pengertian ElastisitasDalam fisika, elastisitas adalah
kemampuan suatu zat padat untuk kembali ke bentuk awal setelah
setelah mendapat gangguan luar yang diterapkan dan kemudian
dihilangkan. Sebuah benda dengan tingkat tinggi elastisitas mampu
untuk memiliki banyak perubahan bentuknya, dan masih bisa kembali
ke bentuk aslinya. Zat padat dengan sedikit atau tanpa elastisitas
baik menjadi cacat permanen atau pecah ketika sebuah gaya yang
diterapkan kepada mereka. Elastisitas jangka panjang juga dapat
digunakan untuk menggambarkan kemampuan proses atau sistem untuk
meregangkan atau bersikap fleksibel.
Karena molekul membentuk zat padat, cairan, dan gas, mereka
semua bereaksi secara berbeda terhadap tekanan luar.
Molekul-molekul yang membentuk zat padat sangat dekat bersama-sama
dan ditemukan dalam susunan yang tepat. Ini berarti bahwa ada
sedikit ruang untuk diberikan ketika gaya diterapkan untuk suatu
padatan. Molekul-molekul cairan dan gas adalah menyebar yang
terpisah lebih jauh, dan bergerak lebih bebas daripada zat padat.
Ketika sebuah gaya yang diterapkan pada cairan dan gas, mereka
dapat mengalir di sekitar gaya, atau akan dikompresi, atau tidak
seperti kebanyakan zat padat.
Ada tiga kelas yang berbeda gaya, atau tegangan, yang dapat
mempengaruhi benda padat. Yang pertama adalah tegangan, juga
disebut regangan, yang terjadi ketika gaya yang sama tetapi
berlawanan diterapkan pada kedua ujung benda. Kompresi merupakan
jenis yang kedua tegangan, yang terjadi ketika sebuah benda yang
diletakkan di bawah tekanan, atau gaya dorong pada zat padat ini
pada 90 derajat ke permukaannya. Bayangkan seperti meremukan
gulungan kertas kosong diantara tangan Anda dengan tangan Anda di
kedua ujung. Jenis terakhir dari tegangan adalah geser, yang
terjadi ketika gaya tersebut sejajar dengan permukaan benda.
Awalnya, ketika gaya apapun diterapkan untuk suatu zat padat,
hal itu akan menolak dan tetap dalam bentuk aslinya. Ketika gaya
meningkat, zat padat tidak akan mampu mengimbangi perlawanan dan
akan mulai berubah bentuk, atau menjadi cacat. Sama seperti
berbagai jenis zat padat yang memiliki sifat elastis yang berbeda,
mereka juga dapat menahan berbagai tingkat kekuatan sebelum
terpengaruh. Akhirnya, jika gaya adalah cukup kuat, bentuk cacat
akan menjadi permanen atau padatan akan pecah.
Ini adalah jumlah gaya yang diterapkan pada suatu objek, bukan
durasi, yang akan menentukan apakah ia dapat kembali ke bentuk
semula. Ketika zat padat tidak dapat kembali ke bentuk aslinya,
dikatakan telah melewatibatas elastis. Batas elastis adalah jumlah
maksimum tegangan yang dapat dialami oleh padatan yang akan
memungkinkan untuk kembali ke bentuk normal. Batas ini tergantung
pada jenis bahan yang digunakan. Misalnya karet gelang memiliki
elastisitas tinggi, dan dengan demikian batas elastis tinggi
dibandingkan dengan batu bata beton, yang hampir tidak elastis dan
memiliki batas elastis yang sangat rendah.
Seperti disebutkan di atas, untuk deformasi kecil, bahan yang
paling elastis seperti pegas menunjukkan elastisitas linier dan
dapat dijelaskan oleh hubungan linear antara tegangan dan regangan.
Hubungan ini dikenal sebagaihukum Hooke. Sebuah versi geometri
tergantung terhadap gagasan pertama kali dirumuskan oleh Robert
Hooke pada tahun 1675, hubungan linear sering disebut sebagai hukum
Hooke. Hukum ini dapat dinyatakan sebagai hubungan antara gaya F
dan perpindahan x.
Elastisitas adalah kecenderungan pada suatu benda untukberubah
dalam bentuk baik panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya
tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan
ataumenariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk kembali seperti
semula. Ketika suatu benda elastis ditarik sampai batas tertentu,
maka bendatersebut akan panjang. Jika tarikan dilepas,maka benda
tersebut akan kembalike bentuk semula. Halitu disebabkan karena
benda-benda tersebut memiliki sifat elastis. Elastis atau
elastsisitasadalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk
awalnya ketika gaya luaryang diberikan pada benda tersebut
dihilangkan. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda yang
elastis, makabentuk benda tersebut berubah. Perubahan yang terjadi
adalahperubahan panjangnya namun massanya tetap. Gaya yang
diberikan memiliki batas-batas tertentu. Sebuah karet bisa putus
jika gaya tarik yangdiberikan sangat besar, melawati batas
elastisitasnya. Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke
bentuk semula jika diregangkan dengan gaya yang sangat besar. Jadi
benda-bendaelastis tersebut memiliki batas elastisitas.Elastisitas
(elasticity) adalah kemampuan (ability) dari benda padat untuk
kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar yang bekerja
padanya hilang/ dihilangkan. Deformasi (perubahan bentuk) pada
benda padat elastis mengikuti aturan yang dikemukakan Robert Hooke
yang kemudian dikenal dengan hukum Hooke. Ahli matematika dan juga
seorang filsuf asal Inggris ini mencetuskan hukum Hooke
(elastisitas) yang berbunyi:Perubahan bentuk benda elastis akan
sebanding dengan gaya yang bekerja padanya sampai batas tertentu
(batas elastisitas). Jika gaya yang deberikan ditambah hingga
melebihi batas elastisitas benda maka benda akam mengalami
deformasi (perubahan bentuk) permanen-Robert Hooke-Sobat punya
sebatang bambu apus kecil. Saat sobat memberikan tenaga untuk
membengkokkan bambu tersebut ia akan melengkung (deformasi) yang
bersifat sementara yang berarti bahwa bambu bersifat elastis. Bambu
akan kembali ke bentuk semula jika sobat menghilangkan gaya yang
bekerja padanya. Akan tetapi jika sobat memberikan gaya dalam
jumlah yang besar bambu tersebut bisa patah. Kapan ia patah? Ketika
gaya yang sobat berikan melebihi titik elastis dari bambu. Suatu
benda dikatakan memiliki sifat elastisitas jika benda itu diberi
gaya kemudian gaya itu dihilangkan, benda akan kembali ke bentuk
semula. Jika suatu benda tidak dapat kembali lagi ke bentuk semula
setelah gaya yang bekerja padanya dihilangkan, benda itu dikatakan
plastis. Contoh benda elastis: karet, pegas, baja, kayu. Contoh
benda plastis: plastisin, tanah liat.Sifat kelentingan suatu benda
berbentuk batang dapat direntangkan dengan dua macam pengertian,
yaitu tegangan (stress) dan regangan (strain).2.2. Sejarah Robert
Hooke
Robert Hooke (1635-1703)Robert Hooke lahir di Freshwater, Isle
of Wight, Inggris pada tanggal 18 Juli 1635, ia adalah seorang
penemu, ahli kimia dan matematika, arsitek serta filsuf. Ia adalah
putra seorang pendeta. Ayahnya bernama John Hooke seorang kurator
pada museum Gereja All Saints. Pada masa kecil Hooke belajar pada
ayahnya. Karena orang tuanya miskin, Hooke tidak leluasa untuk
memilih tempat belajar dan akhirnya dia tertarik dengan seni, dan
kemudian ia dikiriiim ke London untuk belajar pada seorang pelukis
Peter Lely. Ia kemudian berubah minat dan akhirnya ia mendaftarkan
diri di sekolah Westminter untuk belajar karya-karya klasik dan
matematika. Selanjutnya ia belajar di Universitas Oxford selama dua
tahun dan kemudian ia ditunjuk sebagai asisten Robert Boyle berkat
rekomendasi Profesor Kimia Thomas Willis yang membimbing Hooke.
Robert Boyle ketika itu baru datang dari Oxford dan sedang mencari
asisten untuk membantu dalam pembuatan pompa udara. Robert Hooke
menghabiskan waktu dengan Boyle selama dua dekade dan menghasilkan
kemajuan luar biasa pada bidang mekanika.
Pada tahun 1662, Hooke diterima sebagai anggota Curator Royal
Society tugas utamanya adalah mengusulkan dan membuat beberapa
macam percobaan untuk diajukan pada pertemuan mingguan kelompok
itu. Dua tahun berikutnya, Hooke menduduki posisi sebagai profesor
bidang geometri pada Gresham Collage, menggantikan posisi Issac
Borrow yang mundur dari jabatan itu. Di tengah kesibukannya sebagai
Kurator Royal Society pada tahun 1665 Hooke menerbitkan buku yang
diberi judul Mikrographia, buku ini yang merupakan buku bidang
biologi disebut-sebut sebagai buku yang hanya dibuatnya, tetapi
juga berisi sejumlah yang indah dan tidak lazim dari seorang yang
memiliki keahlian menggambar.
Kepiawaian Hooke sebagai ilmuan yang serba bisa ditunjukkan pada
tahun 1666, ketika terjadi kebakaran besar di kota London. Hooke
yang memiliki kemampuan menggambar seperti layaknya seorang arsitek
membuat master plan dan perencanaan kembali gedung-gedung yang
telah rusak karena terbakar. Dewan kota kemudian memilih Hooke
untuk menjadi perencana pembangunan kota dibawah pengawsan Sir
Cristopher Wren, salah seorang yang kemudian menjadi sahabat dekat
Hooke menemukan peran oksigen dalam sistem pernapasan.
Robert Hooke memiliki perhatian yang sangat luas di bidang
keilmuan, mulia dari astronomi sampai geologi, hukum kekekalan
(elastisitas) masih memakai namanya. Ia memberikan sumbangan besar
ke arah menerangkan gerakan planet dengan mengatakan bahwa orbit
planet-planet itu akibat dari gabungan inersia menuruni garis lurus
dan gaya tarik matahari. Hukum Hooke yang ditemukan dengan rumus
dimana tanda (-) menyatakan bahwa arah F berlawanan denagn arah
perubahan panjang x. Menurut Hooke , dengan x diukur dengan posisi
keseimbangan pegas. Tanda (-) menunjukkan bahwapegas diregangkan (L
> 0), gaya yang dikerjakan pegas mempunyai arah sehingga
menyusutkan L. Sebaiknya, waktu mendesak pegas (L < 0), gaya
pegas pada arah L yang positif sedangkan k disebut konstanta pegas,
mempunyai dimensi gaya/panjang.
Robert Hooke dapat dikatakan hidupnya kurang bahagia. Ia mudah
tersinggung terutma jika ia curiga bahwa seseorang akan mencuri
idenya, sering sakit dan terus menerus menderita sakit pencernaan,
pusing dan tidak bisa tidur, bahkan tidurnya hanya tiga atau empat
jam di malam hari. Ia juga menderita penyakit diabetes yang
menahun, kakinya meradang dan menjadi buta pada tahun 1702 dan satu
tahun berikutnya, tepatnya pada tanggal 3 Maret 1703 Robert Hooke
meninggal dunia di Gresham College London Inggris.2.3 Hukum
HookeBenda elastisitas juga memiliki batas elastisitas tertentu.
Andaikan benda elastis diberi gaya tertentu dan kemudian
dilepaskan. Jika bentuk benda tidak kembali ke bentuk semula,
berarti berarti gaya yang diberikan telah melewati batas
elastisitasnya. Keadaan itu juga dinamakan keadaan plastis.Jika
kita menarik ujung pegas, sementara ujung yang lain terikat tetap,
pegas akan bertambah panjang. Jika pegas kita lepaskan, pegas akan
kembali ke posisi semula akibat gaya pemulih.Pertambahan panjang
pegas saat diberi gaya akan sebanding dengan besar gaya yang
diberikan. Hal ini sesuai dengan hukum Hooke, yang menyatakan
bahwa: jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas,
maka perubahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya
Gambar 1.1 Pengaruh Gaya (F) Terhadap Perubahan Panjang Pegas (L)
(gambar terlampir). Besar gaya pemulih sama dengan besar gaya yang
diberikan, yaitu ,tetapi arahnya berlawanan:
Berdasarkan hukum Hooke, besar gaya pemulih pada pegas yang
ditarik sepanjang adalah : Fr = -kL dengan k adalah konstanta yang
berhubungan dengan sifat kekakuan pegas.
Persamaan tersebut merupakan bentuk matematis hukum Hooke. Dalam
SI, satuan k adalah . Tanda negatif pada persamaan menunjukkan
bahwa gaya pemulih berlawanan arah dengan simpangan pegas.2.4.
Energi PotensialPegasMenurut hukum Hooke, untuk meregangkan pegas
sepanjang diperlukan gaya sebesar . Ketika teregang, pegas memiliki
energi potensial, jika gaya tarik dilepas, pegas akan melakukan
usaha sebesar
Gambar 1.2 Grafik hubungan antara gaya yang diberikan pada pegas
dan pertambahan panjang pegas (gaambar terlampir).Gambar tersebut
menunjukkan grafik hubungan antara besar gaya yang diberikan pada
pegas dan pertambahan panjang pegas. Energi potensial pegas dapat
diperoleh dengan menghitung luas daerah di bawah kurva. Jadi,
persamaanya adalah ruus 1.1 (rumus terlampir).2.5. Tegangan
(Stress)
Tegangan adalah perbandingan antara gaya tarik yang bekerja
terhadapluas penampang benda. Tgangan dinotasikan dengan
sigma,satuannya adalahNm-2. Ada tiga jenisperubahan bentuk benda,
yaitu mampatan, rentangan, dan geseran.Pada tegangan rentangan,
kedua ujung benda akanmendapatkan gayayang sama besar dan
berlawanan arah. Tapi,walau pemberian gaya dilakukan diujung-ujung
benda, seluruh bendaakan mengalami peregangan karena teganganyang
diberikan tersebut.Berbeda halnya dengan tegangan mampatan,
tegangan tekanberlawanan langsung dengan tegangan rentangan. Materi
yang diberigaya bukannya ditarik,melainkan ditekan sehingga
gaya-gaya akan bekerja didalam benda, contohnyasepeti tiang-tiang
pada kuil Yunani.Tegangan yang ketiga adalah tegangan geser. Benda
yangmengalami tegangan geser memiliki gaya-gaya yang samadan
berlawanan arah yang diberikan melintasi sisi-sisi yuang
berlawanan. Misalkan sebuah buku ataubatu-bata terpasang kuat
dipermukaan. Meja memberikan gaya yang samadanberlawanan arah
sepanjang permukaan bawah. Walau dimensi benda tidakbanyak berubah,
bentuk benda berubah.
Tegangan atau ketegangan didefinisikan sebagai perbandingan
besar gaya F terhadap luas bidang penampang A. Tegangan tersebut
diartikan sebagai tegangan akibat tarikan, tegangan itu merupakan
tegangan normal.
Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada setiap satuan
luas penampang suatu benda atau batang. Suatu batang dikatakan
dalam keadaan tegang apabila masing-masing ujung batang tersebut
mengalami gaya tarik yang sama besarnya dan berlawanan arah.
Apabila batang tersebut diiris tegak lurus sama besar, maka
masing-masing potongannya dalam keadaan setimbang, potongan akan
mengerjakan tarikan terhadap potongan yang berlawanan arah yang
terdistribusi merata pada luas penampang (A) dengan gaya F,
ketegangan di tempat irisan itu didefinisikan sebagai berikut:
rumus 1.2 (rumus terlampir). Dengan = tegangan; F adalah gaya dan A
adalah luas penampang.Tegangan yang berbeda pada zat padat
merupakan tekanan hidrostatis asalkan tegangan di semua titik
permukaan itu adalah sama.2.6. Regangan (strain)Regangan adalah
perbandingan antara pertambahan panjang lterhadap panjang mula-mula
(lo). Regangan adalah perubahan yang relatif dimensi atau bentuk
benda yang mengalami tegangan. Regangan yang dapat berarti
pertambahan panjang untuk tiap-tiap satuan panjang.Jika diketahui
pertambahan panjang dan panjang mula-mula sebelum benda itu diberi
gaya, maka dapat ditentukan regangannya dengan persamaan sebagai
berikut: rumus 1.3 (rumus terlampir). Dimana e adalah regangan dan
l adalah panjang mula-mula.
Sebuah batang yang mengalami regangan, panjang aslinya dari lo
berubah menjadi l. Hal ini disebabkan karena pada ujung-ujungnya
dilakukan gaya tarikan yang sama besar dan berlawanan arahnya.
Perpanjangan ini menjadi kecil hanya pada ujung-ujungnya sama.
Setiap unsur batang itu bertambah panjang sebanding dengan
pertambahan panjang batang secara keseluruhan.
Regangan akibat kompresi didefinisikan dengan cara yang sama,
yaitu sebagai perbandingan kurangnya panjang terhadap panjang
awalnya.
2.7. Modulus YoungModulus Young, disebut jugadengan modulus
tarik adalah ukurankekakuan suatu bahanelastisyang merupakan ciri
dari suatu bahan. Modulus Young didefinisikan sebagai rasiotegangan
dalamsistem koordinat kartesian terhadapregangan sepanjang aksis
pada jangkauan tegangan dimanahukum Hooke berlaku. Modulus Young
adalah perbandingan tegangan tarik terhadap regangan tarik untuk
benda berbahan tertentu dan sama dengan perbandingan tegangan
kompresi terhadap regangan kompresi.Modulus Young didefinisikan
sebagai hasil bagi antara tegangan (stress) dan regangan (strain).
Stress atau tegangan dengan simbol , didefinisikan sebagai gaya per
satuan luas. : gaya (N), : luas , : tegangan (). Strain atau
regangan dengan simbol e didefinisikan sebagai pertambahan panjang
dibagi panjang mula-mula . Dengan demikian, modulus Young(E) dapat
dinyatakan dengan rumus 1.4 (rumus terlampir). Dengan adalah
panjang mula-mula danadalah perubahan panjang .2.8. Susunan
Pegas
Susunan pegas terbagi menjadi 2, yaitu susunan pegas secara seri
dan susunan pegas secara paralel.2.8.1. Susunan Pegas Secara
SeriGambar 1.7 adalah Susunan Pegas Secara Seri (gambar terlampir).
Misalkan kita menyambungkan dua pegas dengan konstanta . Sebelum
diberi beban, panjang masing-masing pegas adalah . Ketika diberikan
beban seberat , maka panjang pegas atas bertambah sebesar dan
panjang pegas bawah bertambah sebesar Berarti, pertambahan panjang
total pegas adalah .. Gaya yang bekerja pada pegas atas dan pegas
bawah sama besar. Gaya tersebut sama dengan gaya yang diberikan
oleh beban, yaitu . Jika adalah konstanta pengganti untuk susunan
dua pegas di atas, maka berlaku rumus yang sama. Dengan
menghilangkan w pada kedua ruas, maka kita peroleh konstanta pegas
pengganti yang memenuhi persamaan rumus 1.5 (rumus
terlampir).2.8.2. Susunan Pegas Secara Paralel
Gambar 1.8 adalah Susunan Pegas Secara Paralel (gambar
terlampir). Misalkan kita memiliki dua pegas yang tersusun secara
paralel seperti tampak pada Gambar 5. Sebelum mendapat beban,
panjang masing-masing pegas adalah . Ketika diberi beban, kedua
pegas mengalami pertambahan panjang yang sama besar, yaitu . Gaya
yang dihasilkan oleh beban terbagi pada dua pegas, masing-masing
besarnya dan . Berdasarkan hukum Hooke, diperoleh rumus 1.6 (rumus
terlampir). Jika adalah konstanta efektif pegas. Gaya ke bawah dan
total gaya ke atas pada beban harus sama. Dengan menghilangkan pada
kedua ruas diperoleh rumus 1.7 (rumus terlampir).2.9. Perbandingan
Poisson ( poisson ratio )
Perbandingan poisson adalah perbandingan strain transversal
terhadap strain longitudinalnya. Dengan masing masing menyatakan
perubahan sepanjang rusuk Tanda negatif bahwa bila strain
longitudinal positif (terjadi pertambahan longitudinal)maka strain
longitudinal negative (terjadi penyusutan transversal).2.10.
Regangan luncur
Regangan luncur merupakan perbandingan perubahan sudut b
terhadap dimensi melintang. Regangan luncur terjadi pada balok yang
pada salah satu diagonalnya mengalami pertambahan panjang dan yang
lainnya berkurang. Hal ini terjadi karena bekerjanya tegangan
tangensial, maka dapat ditulis regangan luncur adalah jarak (x)
dengan satuan meter (m) dibagi ketinggian (h) dengan satuan meter
juga (m).
2.11. Regangan volumeRegangan lain yang dihasilkan oleh tekanan
hidrostatis adalah regangan volume. Regangan volume adalah
perbandingan antara perubahan volume pertama dan volume sesudahnya.
Regangan rumus dapat dituliskan dengan selisih perubahan volume
dibagi dengan volume. Jadi berbanding lurus dengan selisih
perbandingan volume dan berbanding terbalik dengan volume.Gaya
tegangan sebanding dengan pertambahan panjang. Dalam hal ini, bahan
yang mengalami perubahan bentuk panjang atau elastisitas berarti
apabila tegangan atau bebannya tidak ada maka akan kembali ke
bentuk semula. Jika tegangan sudah tidak ada lagi, maka
mengembalikan ke bentuk semula tidak akan sempurna lagi. Karena
itulah, antara regangan dan tegangan tidak berupa garis yang lurus,
melainkan yang melengkung.BAB 3DATA HASIL PENGAMATAN
Jenis bahan : Karet
Tebal (t) : 1,1 mm = 1,11 x 10-3 m
Lebar (l) : 10 mm = 1 x 10-2 m
Panjang awal (lo) : 13,8 cm = 1,38 x 10-1 m
Tabel 4.1 Data Hasil Pengamatan
No.Massa (m)Panjang (l)
1.0,1 kg1,438 x 10-1 m
2.0,2 kg1,459 x 10-1 m
3.0,3 kg1,487 x 10-1 m
4.0,4 kg1,634 x 10-1 m
5.0,5 kg1,684 x 10-1 m
6.0,6 kg1,731 x 10-1 m
7.0,7 kg1,843 x 10-1 m
8.0,8 kg1,931 x 10-1 m
9.0,9 kg2,054 x 10-1 m
10.1 kg2,12 x 10-1 m
BAB 4
PENGOLAHAN DATA
Berdasarkan persamaan 4.6, 4.7 dan 4.8 maka dapat dibuat suatu
formula yaitu:E = dengan E = Konstanta Elastisitas (N/m2), l =
Pertambahan panjang (l-lo), lo = Panjang mula-mula, F = Gaya berat
dari anak timbangan yang digantungkan (N), A = Luas penampang (m2).
Dari data yang diperoleh berdasarkan pengukuran maka dihitung
berupa:Luas penampang (t x l) = 1,1 x 10-6 m2Gaya berat bandul
adalah hasil perkalian massa anak timbangan dengan percepatan
gravitasi F = mg.
No.l (m)l/loF (N)F/A (N/m2)
1.0,13 9,4200,98882882,82
2.0,13219,5721,961765765,766
3.0,13499,7752,942638638,639
4.0,150510,9063,923531531,532
5.0,154611,2034,94414414,414
6.0,159311,5435,885297297,297
7.0,170512,3556,866180180,18
8.0,179312,9927,847063063,063
9.0,191613,8848,827945945,946
10.0,198214,3629,88828828,829
Tabel 4.2 Regangan dan tegangan berdasarkan data hasil
pengukuran
Tabel 4.3 Pengolahan Data
No.l/lo F/A(l/lo)2F/A2(l/lo * F/A)
1.9,42882882,8288,73647,795 x 10 118316756,164
2.9,5721765765,76691,6233,118 x 10 1216896166,71
3.9,7752638638,63995,557,015 x 10 1225890540,54
4.10,9053531531,532118,9191,247 x 10 1338511351,36
5.11,2034414414,414125,5071,949 x 10 1349454684,68
6.11,5435297297,297133,242,86 x 10 13611646702,7
7.12,3556180180,18152,6463,819 x 10 1376356126,12
8.12,9937063063,063168,8184,988 x 10 1391770378,38
9.13,8847945945,946192,7656,313 x 10 13110321513,5
10.14,362882882,8829206,2677,795 x 10 13126799639,6
1374,07144,392 x 10141815737007
Linieritas DataGradien garis (m) dalam persamaan grafik adalah
konstanta/modulus Elastisitas (E) yang didapatkan berdasarkan hasil
percobaan yang telah dilakukan yaitu:m = (l / lo * F/A)/ (l / lo)2
= (1815737007) / (1374,0714)
= 1321428,426
Grafik 4.3 Regangan terhadap tegangan data dan linieritas hasil
percobaan
Dari data kedua garis di atas (data percobaan dan linieritasnya)
maka koefisien keelastisitasannya adalah:
r = (l / lo * F/A)/ (l / lo)2 * (F/A)1/2 = 1815737007 /
776847577,6
= 2,337314371Dan besarnya standar kesalahan yang terjadi dalam
percobaan ini adalah:
= 1,783 x 1011
Modulus Elastisitas Bahan (E) = m = 1321428,426 N/m2 Kesalahan
Absolut (KA) = Sn = 1,783 x 1011Kesalahan Relatif (KR) = Sn / E x
100 % = 1349,74 %
Nilai terbaik hasil pengukuran = E Sn = 1321428,426 1,783 x
1011BAB 5
PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini, yaitu yang berjudul elastisitas di mana
membahas keelastisitasan suatu bahan yaitu pegas dan karet dan juga
hubungannya dengan hukum Hooke. Praktikum kali ini berlangsung
cepat dan mudah (tidak rumit). Dengan menggunakan karet didapatkan
bahwa tebal karet adalah 111 x 10-5 meter dan lebar karet adalah 1
x 10-3 meter dan panjang awal karet adalah 1,38 x 10-2 meter. Karet
tersebut lalu diberi beban satu per satu, yang masing-masing
bebannya mempunyai berat sebesar 0,1 kilogram. Setiap diberi beban,
panjang karet akan berubah atau bisa juga dikatakan bahwa
lama-kelamaan karet menjadi semakin panjang karena adanya beban.
Setelah itu dapat juga dicari luas penampangnya dengan mengalikan
tebal karet dan juga lebar karet. Lalu didapatkan hasilnya yaitu
1,11 x 10-6 meter kuadrat. Barulah setelah itu kita dapat mencari
tegangan serta regangan dari karet tersebut. Jika kita sudah
mendapatkan hasil dari tegangan dan regangannya, barulah kita dapat
menentukan gradien garis (m) dari percobaan tersebut. Setelah itu
dapat dihitung koefisien korelasinya dan juga didapat standar
kesalahan dari percobaan tersebut. Koefisien elastisitas juga
dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu faktor internal serta faktor
eksternal. Faktor internal yang mempengaruhi elastisitas antara
lain duktilitas bahan, lalu ketahanan bahan, dan kekerasan bahan.
Sedangkan faktor eksternal yang mempengaruhi adalah gaya yang
diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang yang
dihasilkan.
Pada percobaan ini akan dilakukan pengujian terhadap sifat
elastisits yang dimiliki oleh suatu benda, pada percobaan ini juga
alatatu benda elastisita yang diuji adalah karet-karet ini akan
bertambah beban dengan massa yang berbeda-beda sehingga dapat
diketahui pertambahan panjang yang dihasilkan. Dari percobaan yang
dilakukan didapatkan bahwa setiap pertambahan beban maka karet akan
mengalami pertambahan panjang dari keadaan sebelumnya. Semakin
besar massa suatu benda yang digantungkan pada karet maka semaki
besar pertambahan panjang yang dihasilkan akan mempengaruhi keadaan
sebelumnya. Pertambahan panjang yang dihasilkan akan mempengaruhi
nilai regangan karet. Karena semakin besar pertambahan panjang
suatu bahan elastic maka semakin besar regangan benda tersebut.
Sebaliknya semakin kecil pertambahan panjang benda elastis maka
semakin kecil regangan pada benda tersebut. Namun, dalam
hubungannya dan panjang mula-mula maka dapat dikatakan bahwa
tegangan berbanding terbalik dengan panjang mula mula benda
elastis. Artinya apabila regangan suatu benda besar maka panjang
mula-mula benda itu kecil, sebaliknya regangan suatu benda yang
kecil menunjukkan bahwa panjang mula-mula benda tersebut besar.
Dalam percobaan ini apabila beban yang digantungkan melebihi
kapasitas sifat elasik karet dapat menyebabkan karet akan terputus.
Tetapi apabila telah mencapai titik batas elastis karet maka karet
tidak akan kembali ke bentuknya semula. Hal itu dinamakan plastis,
di mana suatu bahan sudah melewati batas elastisitasnya. Ketika
batas elastisitasnya sudah terlewat, bahan atau benda akan rusak.
Entah itu putus, robek, atau pun hal lain yang menyebabkan
perubahan bentuk terhadap benda. Jika masih dalam batas elastis,
benda atau bahan akan tetap pada bentuk aslinya walaupun bisa
berubah bentuk. Namun perubahannya tersebut adalah bersifat
sementara, karena sifat benda itu sendiri yang elastis.
Hasil percobaan ini sesuai dengan hukum hooke yang menyatakan
bahwa gaya tarik yang tidak melampaui batas elastisitas maka
pertambahan elastis suatu bahan tidak tergantung kepada ukuran atau
dimensi bahan, melainkan tergantung kepada ukuran atau dimensi
bahan , melainkan tergantung kepada bahan yang memiliki sifat
tertentu. Dapat diketahui bahwa terdapat faktor-faktor yang
mempengaruhi elastisitas suatu bahan yang penting adalah massa anak
timbangan yang digunakan dalam percobaan. Jika anak timbangan
ditarik terlalu kuat ataupun terlalu jauh, karet akan putus. Karet
tidak akan lagi memiliki sifat elastisitasnya. Karet sudah melewati
batas elastis dan sifat keelastisitasannya hilang dan tidak akan
dapat kembali. Mengingat keadaan benda tersebut (karet) yang sudah
rusak jika sudah melewati batas elastis. Selain itu gaya juga
sangat mempengaruhi suatu benda karena dengan gaya suatu benda
dapat berubah bentuk.
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan1. Semakin besar massa beban, maka nilai
konstanta akan semakin kecil sedangkan jika semakin besar massa
beban maka waktu dan periode juga semakin besar.2. Setiap diberi
beban, panjang karet akan mengalami perubahan. Semakin berat
bebannya, maka karet akan semakin panjang.3. Gaya yang diberikan
sebanding dengan perubahan panjang.4. Nilai konstanta pegas
diperoleh dari perbandingan antara gaya dengan pertambahan
panjang.5. Elastisitas dipengaruhi oleh gaya yang diberikan
tegangan dan juga regangan.6. Gaya yang diberikan berbanding lurus
dengan perubahan panjang yang dihasilkan.6.2. Saran
Praktikum fisika dasar tentang elastisitas sebenarnya mudah,
akan tetapi dengan keterbatasan alat dan jumlah anggota kelompok
yang cukup banyak membuat kami sumpek atau ribet dalam melakukan
praktikum, ditambah dengan ruangan dan tempat yang sempit membuat
kami semakin penat. Dan juga pada praktikum ini tidak menggunakan
waktu yang efisien.
Disarankan agar alat yang digunakan diperbarui agar praktikum
berjalan lancar dan sesuai dengan teori-teori yang ada dan sesuai
dengan percobaan yang telah dilakukan para ahli terdahulu.
DAFTAR PUSTAKAArisworo, Djoko, dkk. 2006.Fisika Dasar. Grafindo
Media Pratama: JakartaBahtiar. 2010. Fisika Dasar 1. Kurnia Kalam
Semesta: Mataram. Sears dan Zemansky. 1969. Fisika untuk
Universitas 1. Trimitra Mandiri: Bandung.
Soedojo, Peter.1986. .Azaz-azaz Ilmu Fisika. Yogyakarta : Gadjah
Mada University Press.
Soeharto. 1991. Dinamika dan Mekanika. PT. Rineka Cipta:
Jakarta
LAMPIRANRumus 1.1
Rumus 1.2
Rumus 1.3
Rumus 1.4
Rumus 1.5
Rumus 1.6
Rumus 1.7
Gambar 1.1
Gambar 1.2
Gambar 1.3
Gambar 1.4
Gambar 1.5Gambar 1.6
Gambar 1.7
Gambar 1.8
1