Aby Cihuyhua: 2012

PERCOBAAN V

“ ELASTISITAS “


	$Description: D:\Logo\LOGO UNIVERSITAS\UNRAM-vektor.jpg$

DISUSUN OLEH:

MUHAMMAD TANTAWI JAUHARI ( E1Q 011 027 )

PUTU AYU SUCI LESTARI ( E1Q 011 033 )

PUTUT BAYUAJI ( E1Q 011 034 )

REFANIA FEBRIANI ( E1Q 011 035 )

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MATARAM

2011

PERCOBAAN V

ELASTISITAS

A. Pelaksanaan Praktikum

1. Tujuan percobaan : 1. Mampu memahami hukum hooke.

2. Dapat menentukan nilai tetapan pegas dari hasil percobaan.

2. Hari, tanggal : Jumat, 25 November 2011

3. Tempat : Laboratorium Fisika FKIP Universitas Mataram

B. Landasan teori

Elastisitas adalah sifat suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya setelah gaya luar di hilangkan. Sebuah benda dikatakan elastik sempurna jika setelah gaya penyebab perubahan bentuk di hilangkan.Banyak benda yang hampir elastik sempurna, yaitu sampai depormasi yang terbatas disebut limit elastiknya,dan apabila gaya-gaya dihilangkan , maka benda tersebut tidak kembali kebentuk semula . Beberapa bahan mendekati sifat tidak elastik sempurna dan menujukkan tdak ada kecenderungan untk kembali kebentuk semula setelah gaya dihilangkan. Bahan ini disebut bersifat pelastik .Sebenarnya perbedaan antara sifat elastik dan pelastik. Hanyalah terletak pada tingkatan dalam besar atau kecilnya deformasi yang terjadi.Anggap saja benda-benda ini bersifat homogen dan isotropik.Homogen berarti pada setiap bagian benda mempunyai kerapatan sama.Sedangkan isotropik artinya pada setiap titik pada benda mempunyai sifat-sifat fisis sama kesegala arah(Ganijanti Aby Sarojo, 2002:318).

Jika besar perpanjangan δx lebih kecil dibandingkan dengan panjang benda, eksperimen menunjukkan bahwa δL sebanding dengan berat atau gaya yang diberikan pada benda. Perbandingan ini dapat kita tuliskan dalam persamaan:

Di sini F menyatakan gaya yang menarik benda, δL adalah perubahan panjang dan k adalah konstanta pembanding. Ternyata persamaan tersebut berlaku untuk hampir semua materi padat dari besi sampai tulang, tetapi hanya sampai suatu batas tertentu. Karena jika gaya terlalu besar, benda meregang sangat besar dan akhirnya patah. Ternyata untuk gaya yang sama, besar regangan sebanding dengan panjang awal dan berbanding terbalik dengan luas penampang lintang. Yaitu; makin panjang benda makin besar pertambahan panjangnya untuk suatu gaya tertentu; dan makin tebal benda tersebut, makin kecil pertambahan panjangnya(Giancolli, 2001:299).

Tegangan (stress) atau gaya pendeformasi persatuan luas menghasilkan regangan (strain) atau deformasi satuan. Spesimen bersangkutan berdeformasi secara permanen pada waktu tegangan sama dengan kekuatan luluh material atau bahan. Baja patah ketika tegangan sama dengan kekuatan batas material. Pada rentang rekayasa teknik tegangan dan regangan sebanding satu sama lain (David Halliday, 2009:505).

C. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Statif 1 set

b. Penggaris kayu 1 m 1 buah

c. Mistar 100 cm 1 buah

d. Pegas 1 buah

e. Micrometer sekrup 1 buah

2. Bahan

a. Beban gantung 1 set

b. Kertas grafiks secukupnya

c. Tali secukupnya

D. Cara Kerja

1. menyusun peralatan seperti pada gambar;

2. menggantungkan beban mula-mula (m₀) sedemikian sehingga pegas teregang baca kedudukan jarumnya (l₀);

3. menambahkan beban menjadi (m) dan mencatat pula kedudukan jarum (l);

4. mengulangi kegiatan di atas dengan setiap kali memperbesar beban dan mencatat kedudukan jarum penunjuknya;

5. mencatat hasilnya dalam tabel pengamatan;

6. membuat kurva yang mengatakan hubungan antara δF dengan δL.

E. Hasil Pengamatan

1. Tabel

a. Menggunakan pegas A

No	Beban (m) (kg)	m-m₀ (kg)	δF=(m-m₀) g (N)	L (m)	δL=l-l₀ (m)
1	0,05	0,05	0,49	0,127	0,007
2	0,1	0,1	0,98	0,215	0,095
3	0,15	0,15	1,47	0,313	0,193

m₀₌0 kg g= 9,8 m/s² l₀= 0,12 m

b. Menggunakan pegas B

No	Beban (m) kg	m-m₀ (kg)	δF=(m-m₀) g (N)	L (m)	δL=l-l₀ (m)
1	0,05	0,05	0,49	0,166	0,05
2	0,1	0,1	0,98	0,205	0,089
3	0,15	0,15	1,47	0,358	0,242

m₀₌0 kg g= 9,8 m/s² l₀= 0,116 m

2. Gambar/Grafik

Kurva hubungan antaraa δF dengan δL

F. Hasil Pengamatan

1. Untuk Pegas A

A. Menentukan Konstanta Pegas

1. Diketahui :

m₀:0 kg

g : 9,8 m/s²

l₀ : 0,12 m

m₁ : 0,05 kg

l₁ : 0,127 m

Ditanya :

F₁ = ...?

δL₁ = ...?

k₁ = ...?

Jawab :

F₁= (m₁-m₀) g

= (0,05-0) 9,8

= 0,05.9,8

=0,49 N

δL₁= l₁-l₀

= 0,127-0,12

= 0,007 m

k₁=

Jadi, dari data pertama untuk pegas A kita mendapatkan 70 N/m sebagai nilai konstanta pegasnya.

2. Diketahui :

m₀:0 kg

g : 9,8 m/s²

l₀ : 0,12 m

m₂ : 0,1 kg

l₂ : 0,215 m

Ditanya :

F₂ = ...?

δL₂ = ...?

k₂ = ...?

Jawab :

F₂= (m₂-m₀) g

= (0,1-0) 9,8

= 0,1.9,8

=0,98 N

δL₂= l₂-l₀

= 0,215-0,12

= 0,095 m

k₂=

Jadi, dari data kedua untuk pegas A kita mendapatkan 10,32 N/m sebagai nilai konstanta pegasnya.

3. Diketahui :

m₀:0 kg

g : 9,8 m/s²

l₀ : 0,12 m

m₃ : 0,15 kg

l₃ : 0,313 m

Ditanya :

F₃ = ...?

δL₃ = ...?

k₃ = ...?

Jawab :

F₃= (m₃-m₀) g

= (0,15-0) 9,8

= 0,15.9,8

=1,47 N

δL₃= l₃-l₀

= 0,313-0,12

= 0,193 m

K₃=

Jadi, dari data ketiga untuk pegas A kita mendapatkan 7,62 N/m sebagai nilai konstanta pegasnya.

B. Menentukan Konstanta Pegas Rata-rata

Diketahui :

k₁ = 70 N/m

k₂ = 10,3 N/m

k₃ = 7,6 N/m

n = 3

Ditanya :

k = ...?

Jawab :

k =

= k₁+ k₂+ k₃

= 70 + 10,3 + 7,6

= 29,3 N/m

Jadi, nilai konstanta pegas rata-ratanya adalah 29,3 N/m.

C. Menentukan Nilai Standar Deviasi (SD)

No	k_i (N/m)	k (N/m)	k_i-k (N/m)	(k_i-k)² (N²/m²)
1	70	29,3	40,7	1656,49
2	10,3		-19	361
3	7,6		-21,7	470,89
				_i– k)²=2488,38

Diketahui :

_i– k)²=2488,38 N²/m²

n = 3

Ditanya :

SD = ...?

Jawab :

SD =

n-1

= 35,27 N²/m²

Jadi, nilai standar deviasi untuk tabel pertama pegas A adalah 35,27 N²/m².

D. Menghitung Nilai Rentang Pengukuran (NP)

Diketahui :

k = 29,3 N/m

SD = 35,27N²/m²

Ditanya :

NP = ...?

Jawab :

NP = k ± SD

NP₁ = 29,3 – 35,27 = -5,97

NP₂ = 29,3 + 35,27 = 64,57

Jadi, nilai rentang pengukuran untuk data pada tabel pertama pegas A adalah -5,97 sampai dengan 64,57.

E. Menentukan Persentase Kesalahan Relatif (% KR)

Diketahui :

SD = 35,27N²/m²

k = 29,3 N/m

Ditanya :

%KR = ...?

Jawab :

%KR =

x 100%

= 1,20 %

Jadi, persentase kesalahan relatif adalah 1,20 %.

F. Menentukan Persentase Keberhasilan Praktikum (% KP)

Diketahui :

% KR = 1,20 %

Ditanya :

% KP = ...?

Jawab :

%KP = 100% - % KR

= 100% - 1,20%

= 98,80 %

Jadi, nilai persentase keberhasilan praktikum adalah 98,80 %.

2. Untuk Pegas B

A. Menentukan Konstanta Pegas

1. Diketahui :

m₀:0 kg

g : 9,8 m/s²

l₀ : 0,116 m

m₁ : 0,05 kg

l₁ : 0,166 m

Ditanya :

F₁ = ...?

δL₁ = ...?

k₁ = ...?

Jawab :

F₁= (m₁-m₀) g

= (0,05-0) 9,8

= 0,05.9,8

=0,49 N

δL₁= l₁-l₀

= 0,127-0,116

= 0,05 m

k₁=

= 9,8 N/m

Jadi, dari data pertama untuk pegas B kita mendapatkan 9,8 N/m sebagai nilai konstanta pegasnya.

2. Diketahui :

m₀:0 kg

g : 9,8 m/s²

l₀ : 0,116 m

m₂ : 0,1 kg

l₂ : 0,205 m

Ditanya :

F₂ = ...?

δL₂ = ...?

k₂ = ...?

Jawab :

F₂= (m₂-m₀) g

= (0,1-0) 9,8

= 0,1.9,8

=0,98 N

δL₂= l₂-l₀

= 0,205-0,116

= 0,089 m

k₂=

= 11,01 N/m

Jadi, dari data kedua untuk pegas B kita mendapatkan 11,01 N/m sebagai nilai konstanta pegasnya.

3. Diketahui :

m₀:0 kg

g : 9,8 m/s²

l₀ : 0,116 m

m₃ : 0,15 kg

l₃ : 0,358 m

Ditanya :

F₃ = ...?

δL₃ = ...?

k₃ = ...?

Jawab :

F₃= (m₃-m₀) g

= (0,15-0) 9,8

= 0,15.9,8

=1,47 N

δL₃= l₃-l₀

= 0,358-0,116

= 0,242 m

k₃=

= 6,07 N/m

Jadi, dari data ketiga untuk pegas B kita mendapatkan 6,07 N/m sebagai nilai konstanta pegasnya.

B. Menentukan Konstanta Pegas Rata-rata

Diketahui :

k₁: 9,8 N/m

k₂ : 11,01 N/m

k₃ : 6,07 N/m

n : 3

Ditanya :

k = ...?

Jawab :

k =

= k₁ + k₂+ k₃

= 9,8 + 11,01 + 6,07

= 8,96 N/m

Jadi, nilai konstanta pegas rata-ratanya adalah 8,96 N/m.

C. Menentukan Nilai Standar Deviasi (SD)

No	k_i (N/m)	k (N/m)	k_i-k (N/m)	(k_i-k)² (N²/m²)
1	9,8	8,96	0,84	0,7056
2	11,01		2,05	4,2025
3	6,07		-2,89	8,3521
				_i– k)²=13,2602

Diketahui :

_i– k)²=13,2602 N²/m²

n = 3

Ditanya :

SD = ...?

Jawab :

SD =

n-1

= 2,58 N²/m²

Jadi, nilai standar deviasi untuk tabel kedua pegas B adalah 2,58 N²/m².

D. Menghitung Nilai Pengukuran (NP)

Diketahui :

k = 8,96 N/m

SD = 2,58 N²/m²

Ditanya :

NP = ...?

Jawab :

NP = k ± SD

NP₁ = 8,96 – 2,58 = 6,38

NP₂ = 8,96 + 2,58 = 11,54

Jadi, nilai rentang pengukuran untuk data pada tabel kedua pegas B adalah 6,38 sampai dengan 11,54.

E. Menentukan Persentase Kesalahan Relatif (% KR)

Diketahui :

SD = 2,58 N²/m²

k = 8,96 N/m

Ditanya :

%KR = ...?

Jawab :

%KR =

x 100%

= 0,29 %

Jadi, persentase kesalahan relatif adalah 0,29 %.

F. Menentukan Persentase Keberhasilan Praktikum (% KP)

Diketahui :

% KR = 0,29 %

Ditanya :

% KP = ...?

Jawab :

%KP = 100% - % KR

= 100% - 0,29%

= 99,71 %

Jadi, nilai persentase keberhasilan praktikum adalah 99,71 %.

G. Pembahasan

Seperti kita ketahui benda-benda yang dapat berubah bentuk adalah Zat cair dan gas.Tetapi sebenarnya zat padatpun dapat berubah bentuk bila benda dapat mengalami gaya luar.Jadi berbeda denganbenda tegar(rigit), Adalah benda yang tidak dapat berubah bentuk bila gaya luar bekerja padanya.Benda tegar yang tidak dapat berubah bentuk adalah benda yang ideal , yang tak ada di alam ini.

Seperti halnya percobaan yang kita lakukan pada Jumat,25 November 2011. Pada percobaan tersebut kita diharapkan mampu untuk memahami tentang hukum hooke dan dapat mencari nilai ketetapan pegasnya. Kita menggunakan pegas dan menggantungkan beban pada obyek yang berupa pegas. Dari pegas yang di gantungkan beban tersebut kita mengalami efek dari gaya-gaya yang bekerja padanya . Jika benda diberikan gaya F, maka bentuk benda akan berubah,besarnya perubahan bentuk benda adalah δx. Dengan persamaan yang didapat adalah:

F = k δx

Disini F menyatakan gaya yang menarik benda, merupakan pertambahan panjang, dan k adalah konstanta sifat benda. Pertambahan pnjang pegas di pengaruhi juga oleh gaya grafitasi dengan F_g=m.g. Sehingga panjang pegas bertambah karena pengaruh berat benda tersebut.

Untuk mengembalikan benda kebentuk asalnya disebut dengan tegangan. Tegangan merupakan besaran yang berbanding lurus dengan gaya penyebabnya. Tegangan diberikan oleh materi dan regangan yang menggapi materi tersebut. Dari percobaan tersebut kata menggantungkan pegas pada statif dan menggantungkan beban pada pegas tersebut. Kemudian kita dapat mencari nilai ketetapan pegasnya. Pegas diberi beban sehingga pegas dalam keadaan berdeformasi. Keadaan terebut pegas dalam keadan tegang. Gaya untuk mengembalikan pegas kebentuk aslinya ini yang disebt dengan tegangan dan pada saat itu gaya lain menanggapi keadaan tegang tersebut. Gaya lain ini disebut dengan regangan sifat-sifat benda yang elastik sempurna adalah:

1. Regangan selalu sama untuk tegangan tertentu .

2. Regangan hilang sama sekali jika gaya penyebab deformasi dihilangkan.

3. Untuk mempertahankan regangan haruslah tegangan dibuat tetap.

Dalam limit(batas)ealastik suatu benda , tegangan berbanding lurus dengan regangan.Hubungan regangan dan tegangan dapat dijumpai dalam peristiwa:

a. Pertambahan panjang dari pegas dengan gaya yang menyebabkanya.

b. Pelenturan balok dengan beban.

c. Puntiran pada kawat dengan kopel yang bekerja.

Dari hasil praktikum yang kami lakukan, kami mendapatkan nilai persentase kesalahan relatif sebesar 1,20 % untuk pegas A dan nilai persentase kesalahan relatif untuk pegas B sebesar 0,29 %. Sedangkan persentase keberhasilan praktikum untuk pegas A sebesar 98,80 % dan persentase keberhasilan praktikum untuk pegas B sebesar 99,71 %. Itu artinya, praktikum yang kami lakukan telah berhasil walaupun masih ada tingkat kesalahan relatif yang masih minim. Kami harus dapat teliti lagi dalam melakukan perhitungan.

H. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat kami simpulkan bahwa:

a. Hukum Hooke ternyata berlaku untuk hampir semua materi padat dari besi sampai tulang;

b. Jika gaya yang diberikan terlalu besar, benda meregang sangat besar dan akhirnya patah;

c. Regangan suatu pegas haruslah sama dengan tegangan pegas yang dibuat agar pegas dapat menarik beban yang ditentukan;

d. Tingkat persentase kesalahan relatif untuk pegas A adalah 1,20 %;

e. Tingkat persentase kesalahan relatif untuk pegas B adalah 0,29 %;

f. Tingkat persentase keberhasilan praktikum untuk pegas A adalah 98,80 %;

g. Tingkat persentase keberhasilan praktikum untuk pegas B adalah 99,71 %.

Aby Cihuyhua

Selasa, 12 Juni 2012

Aby Cihuyhua: Percobaan Fisika Elastisitas

Rabu, 06 Juni 2012

Percobaan Fisika Elastisitas

Mengenai Saya