2014E3N

MAKALAH FISIKAMENGANALISIS PENGARUH GAYA PADA SIFAT ELASTISITAS BAHAN

(ELASTISITAS)

NAMA: ETRIN ZULQARNAIN EKA SAPUTRA LINGGARNIS: 998 24 767 10KELAS: XI MIPA 1

KATA PENGANTARAssalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.Syukur Alhamdulillah kita panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan ridhaNya, sehingga dapat menyelesaikan makalah ini. Dan salam serta salawat kita kirimkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah mengantarkan manusia dari kegelapan menuju cahaya ridha Allah SWT. Dalam proses pembuatan makalah ini juga tak lupa mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada guru pembimbing kami Ibu Muhaesinar S.pd yang selama ini telah mendidik dan mengajari tentang seluk beluk elastisitas hingga hal-hal yang mungkin selama ini kami tidak mengetahuinya dan tidak menghiraukannya. Dan juga kepada teman-teman yang setiap saat memberi motivasi serta dorongan untuk dapat menyelesaikan makalah ini.Dalam makalah dilampirkan beberapa penjelasan serta bagian bagian dari elastisitas. Selain itu, juga melampirkan beberapa contoh soal dan latihan soal yang sesuai dengan kurikulum yang kami pelajari.Akhir kata saya ucapkan terima kasih dan memohon maaf yang sebesar-besarnya jikalau terdapat kesalahan dalam makalah ini. Karena sesungguhnya kesalahan itu hanya milik manusia dan kesempurnaan itu adalah milik Allah SWT semata. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua terkhususnya bagi kami pribadi. Amin.Wassalamu alaikum warahmatullahi wabarakatuh.

Parepare, 22 November 2014Penyusun

Etrin Zulqarnain E.S.L

DAFTAR ISIKATA PENGANTAR 1DAFTAR ISI 2BAB I PENDAHULUAN 3A. Latar Belakang 3B. Tujuan 3BAB II PEMBAHASAN 4A. Pengertian Elastisitas 5B. Modulus Young 6C. Sejarah Robert Hooke 8D. Hukum Hooke 11E. Energi Potensial Pegas 14F. Susunan Pegas 15BAB III PENUTUP 19A. Kesimpulan 19B. Saran 19

BAB I

PENDAHULUANA. Latar BelakangElastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan.Bendabenda yang memiliki sifat elastis disebut benda elastis,sedangkan benda benda yang tidak memiliki sifat elastis disebut bendaplastis. Sebagai contoh dari benda plastis yakni tanah liat dan plastisin.B. TujuanBerdasarkan uraian di atas, maka penulis dapat memahami tujuan dari penyusunan makalah ini yaitu :1.Memahami pengertian Elastisitas2.Memahami pengertian tegangan,regangan, dan modulus young

BAB IIPEMBAHASAN

A. Pengertian ElastisitasSuatu 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 yang elastis : Contoh benda yang plastis :

B. Modulus YoungModulus Young didefinisikan sebagai hasil bagi antara tegangan (stress) dan regangan (strain) Stress atau tegangan dengan simbol , didefinisikan sebagai gaya per satuan luas: = Keterangan: = tegangan (N/m2)F = Gaya (N )A = Luas (m2) Strain atau regangan dengan simbol e didefinisikan sebagai pertambahan panjang(L) dibagi panjang mula-mula (L0) :

Keterangan:e= Renggangan L= Pertambahan panjang atau pendek (m)L0= Panjang mula-mula (m) Dengan demikian, Modulus Young (E) dapat dinyatakan dengan :

Contoh Soal :Sebuah kawat tembaga dengan luas penampang 2 mm2 mempunyai Modulus Young 1,2 x 1010 N/m2. Kawat tersebut direnggangkan dengan gaya 160 N. Jika panjang kawat mula-mula 50 cm, tentukan pertambahan panjang kawat!Jawaban :Diketahui : A= 2 mm2 = 2 x 10-6 m2E= 1,2 x 1010 N/m2F= 160 NL0= 50 cm = 0,5 mDitanyakan :L = . ?

Penyelesaian cmJadi, pertambahan panjang kawat adalah cm C. Sejarah 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 IssacBorrow 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 menyusutkanSebaiknya, 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.

D. 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 pemulihFr .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 Pengaruh Gaya (F) Terhadap Perubahan Panjang Pegas (L)Besar gaya Fr pemulih sama dengan besar gaya yang diberikan, yaitu F,tetapi arahnya berlawanan :Fr = -FBerdasarkan hukum Hooke, besar gaya pemulih pada pegas yang ditarik sepanjang(L) adalah :Fr = -kLk = konstanta yang berhubungan dengan sifat kekakuan pegas.Persamaan tersebut merupakan bentuk matematis hukum Hooke. Dalam SI, satuan k adalah N/m. Tanda negatif pada persamaan menunjukkan bahwa gaya pemulih berlawanan arah dengan simpangan pegas.Contoh Soal :Benda bermassa 4,5 kg digantungkan pada pegas sehingga pegas itu bertambah panjang sebesar 9 cm. Berapakah tetapan pegas tersebut?Jawab :

Diketahui: m = 4,5 kgg = 10 m/s2L = 9 cm.Penyelesaian :F = kLmg = kL(4,5 kg)(10 m/s2) = (k)(0,09 m)

E. Energi Potensial PegasMenurut hukum Hooke, untuk meregangkan pegas sepanjang L diperlukan gaya sebesar F. Ketika teregang, pegas memiliki energi potensial, jika gaya tarikF dilepas, pegas akan melakukan usaha sebesarW=FL

Grafik hubungan antara gayaF yang diberikan pada pegas dan pertambahan panjang pegas LGambar diatas 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 :

F. Susunan PegasSusunan pegas terbagi atas 2, yaitu susunan pegas secaraseri dan susunan pegas secara parallel. Susunan Pegas Secara Seri

Misalkan kita menyambungkan dua pegas dengan konstanta k1 dan k2. Sebelum diberi beban, panjang masing-masing pegas adalah l1 dan l2. Ketika diberikan beban seberat , maka panjang pegas atas bertambah sebesar L1 dan panjang pegas bawah bertambah sebesarL2 Berarti, pertambahan panjang total pegas adalah L=L1 + L2.Gaya yang bekerja pada pegas atas dan pegas bawah sama besar. Gaya tersebut sama dengan gaya yang diberikan oleh beban, yaitu w = m.g berarti :w = k1 L1 atau L1 = dan w = k2 L2 atau L2 = Jikakef adalah konstanta pengganti untuk susunan dua pegas di atas, maka berlaku :L=L1 + L2.atau

Dengan menghilangkan w pada kedua ruas, maka kita peroleh konstanta pegas pengganti yang memenuhi persamaan :

Susunan Pegas Secara Paralel

Dua pegas yang tersusun secara paralel seperti tampak pada Gambar. Sebelum mendapat beban, panjang masing-masing pegas adalahL0. Ketika diberi beban, kedua pegas mengalami pertambahan panjang yang sama besar, yaitu L. Gayaw yang dihasilkan oleh beban terbagi pada dua pegas, masing-masing besarnyaF1 dan F2.Berdasarkan hukum Hooke, diperoleh :F1 = k1 LF2 = k2 LJikakef adalah konstanta efektif pegas, maka terpenuhiw = kefLGaya ke bawah dan total gaya ke atas pada beban harus sama sehinggaw = F1 + F2ataukefL = k1 L + k2 LDengan menghilangkan L pada kedua ruas diperolehkef = k1+ k2Contoh Soal :Dua pegas identik memiliki tetapan pegas 600 N/m. Tentukanlah konstanta system pegas jika:a. disusun serib. disusun parallelJawab

Diketahui: k1 = k2 600 N/m.

BAB IIIPENUTUP

A. Kesimpulan Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali bentuk semula setelah gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Modulus Young didefinisikan sebagai hasil bagi antara tegangan (stress) dan regangan (strain). Jika bentuk benda tidak kembali ke bentuk semula, berarti berarti gaya yang diberikan telah melewati batas elastisitasnya. Keadaan itu juga dinamakan keadaan plastis.

B. SaranPenulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan makalah ini. Oleh karena itu, kritik dan saran dari Dosen serta teman-teman sekalian yang sifatnya membangun sangat kami harapkan demi perbaikan dan kesempurnaan makalah ini.

Etrin Zulqarnain E.S.L Menganalisis Pengaruh Gaya Pada Sifat Elastisitas Bahan 19