ACARA II
MODULUS YOUNG
ABSTRAK
Praktikum ini bertujuan untuk
memahami sifat elastisitas dan menentukan modulus young dari logam dengan cara
lenturan. Metode yang digunakan dalam praktikum ini dengan cara mengukur
panjang kawat / senar gitar yang bernonius dengan mistar dan mengukur diameter
kawat / senar gitar dengan mikrometer sekrup sebanyak tiga kali setiap
penambahan dan pengurangan beban. Hasil percobaan didapatkan nilai rata-rata
modulus young pada penambahan beban sebesar 743,625
N/m2 sedangkan nilai rata-rata
modulus young pada pengurangan beban sebesar 695,05
N/m2. Data hasil pengamatan
disajikan dalam bentuk tabel agar lebih mudah dibaca.
A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
1. Tujuan
Praktikum :
a. Memahami sifat
elastisitas bahan.
b.
Menentukan Modulus Young dari logam dengan cara
lenturan.
2.
Waktu Praktikum :
Sabtu, 10 Mei 2014
3.
Tempat Praktikum :
Laboratorium Fisika Dasar, Lantai II, Fakultas
Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.
B. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM
1. Alat
– alat Praktikum :
a. Seperangkat Modulus Young yang dilengkapi
nonius.
b. Mikrometer Sekrup
c. Meteran atau Mistar
2.
Bahan – bahan Praktikum :
a. Seperangkat Beban
b. Kawat dari bahan nikel
dan tembaga atau senar gitar dengan
diameter tertentu.
C. LANDASAN TEORI
Modulus young ( modulus young )
merupakan besaran yang menyatakan sifat elastis suatu bahan tertentu dan bahan
menunjukkan langsung seberapa jauh sebuah batang atau kabel atau pegas yang
bersangkutan mengalami perubahan akibat pengaruh beban f = kx. Konstanta k atau
perbandingan gaya terhadap perpanjangan disebaut konstanta gaya atau kekuatan
pegas. Bilangannya sama dengan gaya yang diperlukan untuk menghasilkan
perpanjangan satuan ( Zemansky, 1982 : 261-262 ).
Menurut Hooke, regangan sebanding
dengan tegangannya,dimana yang dimaksud dengan regangan adalah presentasi
perubahan dimensi. Tegangan adalah gaya-gaya yang merenggang persatuan luas
pemampang yang dikenainya ( Soedojo, 2004 : 33 )
Besarnya gaya yang diberikan pada benda
memiliki batas-batas tertentu. Jika gaya sangat besar maka regangan benda
sangat besar sehingga akhirnya benda patah. Sesuai dengan Hukum Hooke, yang
berbunyi “ Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, maka
pertambahan panjang pegas berbanding lurus ( sebanding ) dengan gaya tarik “ (
Young, 2002 ).
Elastisitas adalah kemampuan suatu
bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang diberikan pada benda
dihentikan. Dengan kata lain, semakin besar gaya tarik semakin besar
pertambahan panjang pegas. Perbandingan besar gaya tarik ( F ) terhadap
pertambahan panjang pegas yang bernilai konstan. Sesuai dengan rumus yang
dikemukakan oleh Robert Hooke dan dikenal dengan hukum hooke,yaitu sebagai
berikut :
F∕∆x=k,f=∆x=k
( Anonim,2012 ).
D. CARA KERJA
a. Diberi beban awal pada kedua kawat supaya
kedua kawat menjadi lurus dan tegang .
b. Diukur
panjang kawat yang bernonius dengan mistar .
c. Diukur
diameter kawat yang bernonius dengan mikrometer sekrup tiga kali pada tempat yang berbeda.
d. Di
tambahkan beban mulai dari 5N secara berturut_turut hingga beban mencapai 20N
kepada kawat yang bernonius .ukur diameter kawat dan catatlah pertumbuhan
panjang dari kawat tersebut setiap kali menambahkan beban .Ulangilah sebanyak 3
kali setiap kali anda menambahkan beban dan catatlah perubahan panjangnya.
e. Kemudian
di lakukan kebalikannya ,yaitu mengurangi beban sebesar 5N secara
berturut_turut sehingga beban pada kawat menjadi nol,dan setiap kali mengurangi
beban sebesar 5N diulangi tiga kali ,ukur diameter dan catatlah perubahan
panjang dari kawat.
E.
HASIL
PENGAMATAN
a. Penambahan
Beban
Dengan
panjang awal Lo = 30 cm
No
|
Beban
|
∆L (mm)
|
d1 (mm)
|
d2 (mm)
|
d3 (mm)
|
1.
|
5 N
|
0,18
|
0,39
|
0,39
|
0,39
|
2.
|
10 N
|
0,34
|
0,39
|
0,41
|
0,39
|
3.
|
15 N
|
0,48
|
0,39
|
0,38
|
0,38
|
4.
|
20 N
|
0,59
|
0,40
|
0,40
|
0,40
|
b. Pengurangan
beban
No
|
Beban
|
∆L (mm)
|
d1 (mm)
|
d2 (mm)
|
d3 (mm)
|
1.
|
20 N
|
0,60
|
0,40
|
0,39
|
0,40
|
2.
|
15 N
|
0,52
|
0,39
|
0,39
|
0,39
|
3.
|
10 N
|
0,40
|
0,37
|
0,36
|
0,36
|
4.
|
5 N
|
0,25
|
0,36
|
0,39
|
0,36
|
F.
ANALISIS
DATA
a. Penambahan
beban
1.
Tegangan
A1 =
d12
=
.3,14.(0,39 × 10-3)2
= 0,785(0,1521 × 10-6)
= 0,11940 × 10-6 m2
A2
=
d22
=
.3,14.(0,39 × 10-3)2
= 0,785(0,1521 × 10-6)
= 0,11940 × 10-6 m2
A3
=
d32
=
.3,14.(0,39 × 10-3)2
= 0,785(0,1521 × 10-6)
= 0,11940 × 10-6 m2
A4
=
d42
=
.3,14.(0,39 × 10-3)2
= 0,785(0,1521 × 10-6)
= 0,11940 × 10-6 m2
A
ratarata =
=
=
= 0,12095 × 10-6 m2
F1 =
m1 × g
= 0,5 kg × 9,8 m∕s2
= 4,9 N
F2 = m2 × g
= 1 kg × 9,8 m∕s2
= 9,8 N
F3 = m3 × g
= 1,5 kg × 9,8 m/s2
= 14,7 N
F4 = m4 × g
= 2 kg × 9,8 m/s2
= 19,6 N
T1 =
=
= 40,51 × 106 N/m2
T2 =
=
= 81,03 × 106
N/m2
T3 =
=
= 121,54
N/m2
T4 =
=
= 162,05
N/m2
2.
Regangan ( e )
e1 =
=
= 0,6
× 10-1
=0,06
e2
=
=
= 1,13
× 10-1
=0,113
e3 =
=
= 1,6
× 10-1
=0,16
e4 =
=
= 1,97
× 10-1
=0,197
3.
Modulus Young
E1 =
=
=
675,2 × 106 N/m2
E2 =
=
=
717,1 × 106 N/m2
E3 =
=
=
759,6 × 106 N/m2
E4 =
s
=
=
822,6 × 106 N/m2
E
rerata =
=
=
=
= 743,625 × 106 N/m2
Tabel data percobaan
No
|
Beban
|
A(m2)
|
T(N/m2)
|
e
|
E(N/m2)
|
1.
|
5 N
|
0,11940×10-6
|
40,51×106
|
0,06
|
675,2×106
|
2.
|
10 N
|
0,11940×10-6
|
81,03×106
|
0,113
|
717,1×106
|
3.
|
15 N
|
0,11940×10-6
|
121,54×106
|
0,16
|
759,6×106
|
4.
|
20 N
|
0,11940×10-6
|
162,05×106
|
0,197
|
822,6×106
|
Standar Deviasi
E =
=
=
=
=
= 31,46 ×
N/m2
Ketidakpastian Modulus Young
E
= E ratarata
E
Max
E = E rerata +
E
=
743,625 + 31,46
=
775,085 × 106 N/m2
Min
E = E rerata -
E
=
743,625 - 31,46
=
712,165 × 106 N/m2
Persentasi
Error
%
Error =
x
100 %
=
x
100 %
=
4,2 %
b. Pengurangan
beban
1.
Tegangan
A1
=
d12
=
. 3,14.(0,40
)2
= 0,785.(0,40
)2
= 0,1256
m2
A2 =
d22
=
.
3,14.(0,39
)2
= 0,785.(0,1521
)
= 0,11940
m2
A3 =
d32
=
.
3,14.(0,37
)2
= 0,785.(0,1369
)
= 0,1075
m2
A4 =
d42
=
.
3,14.(0,36
)2
= 0,785.(0,1296
)
= 0,1017
m2
Aratarata
=
=
=
= 0,11355
m2
F1 = m1
= 2 kg
= 19,6 N
F2 = m2
= 1,5 kg
= 14,7
N
F3 = m3
= 1 kg
= 9,8 N
F4 = m4
= 0,5 kg
= 4,9 N
T1 =
=
= 172,61 × 106 N/m2
T2 =
=
= 129,46 × 106
N/m2
T3 =
=
= 86,31
N/m2
T4 =
=
= 43,15
N/m2
2.
Regangan ( e )
e1 =
=
= 2
× 10-1
=0,2
e2
=
=
= 1,73
× 10-1
=0,173
e3 =
=
=
1,33× 10-1
=0,133
e4 =
=
= 0,83
× 10-1
=0,083
3.
Modulus Young
E1 =
=
=
863,05 × 106 N/m2
E2 =
=
=
748,32 × 106 N/m2
E3 =
=
=
648,95× 106 N/m2
E4 =
=
=
519,88 × 106 N/m2
E
rerata =
=
=
=
= 695,05 × 106 N/m2
Tabel data percobaan
No
|
Beban
|
A(m2)
|
T(N/m2)
|
e
|
E(N/m2)
|
1.
|
20N
|
0,1256×10-6
|
172,61×106
|
0,2
|
863,05×106
|
2.
|
15 N
|
0,11940×10-6
|
129,46×106
|
0,173
|
748,32×106
|
3.
|
10 N
|
0,1075×10-6
|
86,31×106
|
0,133
|
648,95×106
|
4.
|
5N
|
0,1017×10-6
|
43,15×106
|
0,083
|
519,88×106
|
Standar Deviasi
E =
=
=
=
=
= 72,96 ×
N/m2
Ketidakpastian Modulus Young
E
= E ratarata
E
Max
E = E rerata +
E
=
695,05 + 72,96
=
768,01 × 106 N/m2
Min
E = E rerata -
E
=
695,05 – 72,96
=
622,09 × 106 N/m2
Persentasi
Error
%
Error =
x
100 %
=
x
100 %
=
10,5 %
G.
PEMBAHASAN
Pada Praktikum kali ini membahas
mengenai modulus young,yang bertujuan untuk memahami sifat elastisitas bahan
dan menentukan modulus young dari logam dengan cara lenturan. Pada praktikum
ini berorientasi pada sifat elastisitas. Sifat elastisitas adalah sifat dimana
benda kembali pada ukuran dan bentuk awalnya. Ketika gaya-gaya yang mengubah bentuknya dihilangkan sifat elastisitas
memiliki batas elastis,yaitu batas suatu benda untuk kembali ke bentuk
semula(mendeformasikan). Bila melewati batas ini, benda tidak akan kembali ke
keadaan semula secara sempurna. Untuk memahami sifat elastisitas,pada praktikum
kali ini digunakan kawat berbahan nikel dan digantungkan beban pada kawat
tersebut. Hasil dari praktikumyang telah dilakukan adalah semakin berat massa
beban yang digantungkan,maka semakin pendek dan semakin kecil diameter pada
kawat tersebut. Tetapi pada teorinya bahwa semakin berat massa beban yang
digantungkan,maka semakin panjang serta semakin kecil diameter pada kawat
tersebut. Sebaliknya semakin kecil massa beban yang digantungkan,maka semakin
pendek dan semakin besar diameter pada kawat tersebut.
Dalam menentukan modulus
young,diperlukantegangan dan regangan. Dalam praktikum kali ini didapatkan
nilai tegangna yaitu 40,51
N/m2,81,03
N/m2,121,54
N/m2,162,05
N/m2 ini data penambahan
beban. Data pengurangan beban didapatkan nilai tegangan yaitu 172,61
N/m2,129,54
N/m2,86,31
N/m2,43,15
N/m2. Pada regangan didapatkan
nilai dalam data penambahan beban yaitu 0,06,0,113,0,16,0,197 sedangkan pada
pengurangan beban didapatkan nilai yaitu 0,2,0,173,0,133,0,083. Dari data-data
tersebut dapat ditentukan nilai modulus young,dimana modulus youngmerupakan
perbandingan tegangan dan regangan benda. Sehingga hasil modulus young untuk
penambahan beban yaitu 675,2
N/m2,717,1
N/m2,759,6
N/m2,822,6
N/m2 . Hasil pengurangan beban
yaitu 863,05
N/m2,748,32
N/m2,648,95
N/m2,519,88
N/m2. Praktikum ini memiliki
nilai kesalahan percobaan untuk penambahan beban sebesar 4,2% dan pengurangan
beban sebesar 10,5%.
H.
PENUTUP
1. KESIMPULAN
Berdasarkan
tujuan praktikum dapat disimpulkan bahwa :
a. Setiap
bahan memiliki sifat sifat elastisitas yang berbeda tergantung dari kerapatan
dan kelenturan bahan.
b.
Didaptkan nilai modulus young dengan E
rerata pada penambahan beban didapatkan = 743,625
N/m2 dengan
E =31,46
N/m2 dan pada pengurangan
beban didapatkan E rerata sebesar 695,05
N/m2 dengan
E =72,96
N/m2.
2. SARAN
a.
Kepada para praktikan agar lebih teliti
dalam membaca skala.
b.
Kepada para Co. Asst agar lebih
membimbing dalam praktikum.
terimakasih banyak gan atas artikelnya
BalasHapussalam rajalistrik.com
Sangat membantu gan.
BalasHapusLanjutkan terus artikenya.
Thank
Sangat membantu gan.
BalasHapusLanjutkan terus artikenya.
Thank
Kurang daftar pustaka gan... jadi mau dibuat bahan referensi jadi susah.
BalasHapusDaftar pustaka nya ndan
BalasHapusgood
BalasHapus