PENGUKURAN MODULUS YOUNG STAINLESS STEEL ?· Nilai Modulus Young stainless steel dapat diukur dengan…

PENGUKURAN MODULUS YOUNG STAINLESS STEEL

DENGAN ANALISIS GETARAN MENGGUNAKAN FORCE

SENSOR

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :

Gregorius Adirahmat Sahu

NIM: 121424012

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

PENGUKURAN MODULUS YOUNG STAINLESS STEEL

DENGAN ANALISIS GETARAN MENGGUNAKAN FORCE

SENSOR

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :

Gregorius Adirahmat Sahu

NIM: 121424012

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

iv

LEMBAR PERSEMBAHAN

Hasil karya dan perjuanganku, kupersembahkan untuk :

Bapak Alo Sahu

Ibu Bernadeta Liun

Adik-adikku tercinta, Metil, Beti, dan Joni

Teman-teman Pendidikan Fisika 2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

vii

ABSTRAK

PENGUKURAN MODULUS YOUNG STAINLESS STEEL

DENGAN ANALISIS GETARAN MENGGUNAKAN FORCE

SENSOR

Telah dilakukan penelitian untuk mengukur nilai Modulus Young stainless

steel dengan analisis getaran menggunakan Force sensor. Frekuensi alami

ditentukan dari analisis getaran yang diukur dengan menggunakan Force sensor.

Peristiwa getaran stainless steel ditampilkan dalam grafik hubungan antara gaya

dengan waktu dalam program Logger pro. Grafik hubungan antara gaya dengan

waktu diubah ke grafik Fast Fourier Transform (FFT) untuk mendapatkan nilai

frekuensi alami getaran tersebut. Nilai Modulus Young diperoleh berdasarkan

persamaan Euler-Bernoulli dengan analisis grafik hubungan antara frekuensi

alami terhadap satu per kuadrat panjang stainless steel. Nilai Modulus Young

stainless steel berdasarkan hasil penelitian sebesar (121 3) GPa.

Kata kunci: Modulus Young, stainless steel, analisis getaran, Force sensor,

Logger pro, frekuensi alami.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

viii

ABSTRACT

THE MEASUREMENT OF YOUNGS MODULUS ON

STAINLESS STEEL WITH ANALYSIS OF VIBRATION USING

FORCE SENSOR

A research to measure the value of Youngs Modulus on stainless steel

with analysis of vibration using Force sensor was conducted. The natural

frequency was determined from analysis of vibration using Force sensor. The

stainless steels vibration was presented in relation of force with time graph using

Logger pro. The relation of force with time graph was changed into Fast Fourier

Transform (FFT) graph to obtain the natural frequency. The value of Youngs

Modulus was determined based on Euler-Bernoulli equation with analyzing the

relation of natural frequency versus one per squares of stainless steel length

graph. Based on the research, the Youngs Modulus value was (121 3) GPa.

Key words: Youngs modulus, stainless steel, analysis vibration, Force sensor,

Logger pro, natural frequency.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS .............................. v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN .................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT .......................................................................................................... viii

HALAMAN KATA PENGANTAR ..................................................................... ix

HALAMAN DAFTAR ISI ................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiii

DAFTAR GRAFIK ............................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 7

1.3 Batasan Masalah .................................................................................. 7

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................. 7

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................... 7

1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................... 8

BAB II DASAR TEORI ....................................................................................... 9

2.1 Modulus Young ................................................................................... 9

2.2 Stainless steel ...................................................................................... 11

2.3 Getaran ................................................................................................ 12

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

xi

BAB III EKSPERIMEN ....................................................................................... 20

3.1 Persiapan Alat ..................................................................................... 20

3.2 Pengambilan Data ............................................................................... 23

3.3 Analisis Data ....................................................................................... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 29

4.1 Hasil Penelitian ................................................................................... 29

4.2 Pembahasan ........................................................................................ 41

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 49

5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 49

5.2 Saran .................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 51

LAMPIRAN 1 ....................................................................................................... 53

LAMPIRAN 2 ....................................................................................................... 58

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Komponen tegangan geser dan momen lentur yang bekerja pada

stainless steel selama terjadinya getaran ......................................... 15

Gambar 2.3 Tegangan tarik dan tegangan tekan yang bekerja pada kedua sisi

stainless steel ................................................................................... 15

Gambar 3.1 Rangkaian alat untuk menentukan frekuensi alami getaran stainless

steel .................................................................................................. 21

Gambar 3.2 Rangkaian alat untuk menentukan frekuensi alami getaran stainless

steel .................................................................................................. 21

Gambar 3.3 Tampilan awal pada Logger pro ....................................................... 24

Gambar 3.4 Tampilan data collection. .................................................................. 25

Gambar 3.5 Grafik FFT ........................................................................................ 26

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tebal stainless steel (di ) untuk berbagai pengukuran .......................... 23

Tabel 3.2 Massa (gr) untuk berbagai volume (ml) pada stainless steel ................ 24

Tabel 3.3 Frekuensi alami (f0) untuk berbagai panjang stainless steel (l0) ........... 26