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