BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering mendengar istilah elastis dan pegas. Pada materi praktikum kali ini, dipelajari tentang elastisitas. Akan tetapi, meskipun sering mendengar,masih banyak diantara kita yang belum mengetahui apa itu elastisitas. Untuk itu, melalui praktek dan penyusunan makalah ini, diharapkan dapat membantu dan menjelaskan apa itu elastisitas. Terutama elastisitas dalam pegas yang dikemukakan oleh seorang arsitek bernama Robert Hooke. Dan bagaimana gaya-gaya tarik pada benda yang elastis, sesuai dengan Hukum Hooke. Tujuan diadakannya praktikum Fisika Dasartentang hukum hooke ini adalah karena kurangnya pemahaman tentang konsep hukum hooke dan elastisitas pegas, dan juga karena kurangnya pemahamantentang bagaimana cara untuk menentukan besarnya konstanta pegas dengan metode osilasi dan perubahan panjang pegas.

Kemudiansalah satu tujuan utama dari praktikum ini adalah untuk memenuhi kewajiban yang ditetapkan bahwa untuk mahasiswa jurusan teknik pertambangan harus melakukan praktikum fisika dasar.

1.2. Tujuan 1. Mahasiswa dapat memahami penggunaan Hukum Hooke mengenai elastisitas.

2. Mahasiswa dapat menentukan keelastisitasan suatu bahan.

1.3. Manfaat

1. Agar pembaca dapat lebih mengaplikasikan tentang elastisitas dan Hukum Hooke dalam kehidupan sehari-hari

2. Agar pembaca tidak lagi rancu terhadap elastisitas1.4. Rumusan Masalah

1. Bagaimana memahami konsep hukum hooke dan elastisitas pegas?2. Bagaimana menentukan besarnya konstanta pegas dengan metode osilasi dan perubahan panjang pegas?BAB 2TINJAUAN PUSTAKA2.1. Pengertian ElastisitasDalam fisika, elastisitas adalah kemampuan suatu zat padat untuk kembali ke bentuk awal setelah setelah mendapat gangguan luar yang diterapkan dan kemudian dihilangkan. Sebuah benda dengan tingkat tinggi elastisitas mampu untuk memiliki banyak perubahan bentuknya, dan masih bisa kembali ke bentuk aslinya. Zat padat dengan sedikit atau tanpa elastisitas baik menjadi cacat permanen atau pecah ketika sebuah gaya yang diterapkan kepada mereka. Elastisitas jangka panjang juga dapat digunakan untuk menggambarkan kemampuan proses atau sistem untuk meregangkan atau bersikap fleksibel.

Karena molekul membentuk zat padat, cairan, dan gas, mereka semua bereaksi secara berbeda terhadap tekanan luar. Molekul-molekul yang membentuk zat padat sangat dekat bersama-sama dan ditemukan dalam susunan yang tepat. Ini berarti bahwa ada sedikit ruang untuk diberikan ketika gaya diterapkan untuk suatu padatan. Molekul-molekul cairan dan gas adalah menyebar yang terpisah lebih jauh, dan bergerak lebih bebas daripada zat padat. Ketika sebuah gaya yang diterapkan pada cairan dan gas, mereka dapat mengalir di sekitar gaya, atau akan dikompresi, atau tidak seperti kebanyakan zat padat.

Ada tiga kelas yang berbeda gaya, atau tegangan, yang dapat mempengaruhi benda padat. Yang pertama adalah tegangan, juga disebut regangan, yang terjadi ketika gaya yang sama tetapi berlawanan diterapkan pada kedua ujung benda. Kompresi merupakan jenis yang kedua tegangan, yang terjadi ketika sebuah benda yang diletakkan di bawah tekanan, atau gaya dorong pada zat padat ini pada 90 derajat ke permukaannya. Bayangkan seperti meremukan gulungan kertas kosong diantara tangan Anda dengan tangan Anda di kedua ujung. Jenis terakhir dari tegangan adalah geser, yang terjadi ketika gaya tersebut sejajar dengan permukaan benda.

Awalnya, ketika gaya apapun diterapkan untuk suatu zat padat, hal itu akan menolak dan tetap dalam bentuk aslinya. Ketika gaya meningkat, zat padat tidak akan mampu mengimbangi perlawanan dan akan mulai berubah bentuk, atau menjadi cacat. Sama seperti berbagai jenis zat padat yang memiliki sifat elastis yang berbeda, mereka juga dapat menahan berbagai tingkat kekuatan sebelum terpengaruh. Akhirnya, jika gaya adalah cukup kuat, bentuk cacat akan menjadi permanen atau padatan akan pecah.

Ini adalah jumlah gaya yang diterapkan pada suatu objek, bukan durasi, yang akan menentukan apakah ia dapat kembali ke bentuk semula. Ketika zat padat tidak dapat kembali ke bentuk aslinya, dikatakan telah melewatibatas elastis. Batas elastis adalah jumlah maksimum tegangan yang dapat dialami oleh padatan yang akan memungkinkan untuk kembali ke bentuk normal. Batas ini tergantung pada jenis bahan yang digunakan. Misalnya karet gelang memiliki elastisitas tinggi, dan dengan demikian batas elastis tinggi dibandingkan dengan batu bata beton, yang hampir tidak elastis dan memiliki batas elastis yang sangat rendah.

Seperti disebutkan di atas, untuk deformasi kecil, bahan yang paling elastis seperti pegas menunjukkan elastisitas linier dan dapat dijelaskan oleh hubungan linear antara tegangan dan regangan. Hubungan ini dikenal sebagaihukum Hooke. Sebuah versi geometri tergantung terhadap gagasan pertama kali dirumuskan oleh Robert Hooke pada tahun 1675, hubungan linear sering disebut sebagai hukum Hooke. Hukum ini dapat dinyatakan sebagai hubungan antara gaya F dan perpindahan x.

Elastisitas adalah kecenderungan pada suatu benda untukberubah dalam bentuk baik panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan ataumenariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk kembali seperti semula. Ketika suatu benda elastis ditarik sampai batas tertentu, maka bendatersebut akan panjang. Jika tarikan dilepas,maka benda tersebut akan kembalike bentuk semula. Halitu disebabkan karena benda-benda tersebut memiliki sifat elastis. Elastis atau elastsisitasadalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luaryang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda yang elastis, makabentuk benda tersebut berubah. Perubahan yang terjadi adalahperubahan panjangnya namun massanya tetap. Gaya yang diberikan memiliki batas-batas tertentu. Sebuah karet bisa putus jika gaya tarik yangdiberikan sangat besar, melawati batas elastisitasnya. Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke bentuk semula jika diregangkan dengan gaya yang sangat besar. Jadi benda-bendaelastis tersebut memiliki batas elastisitas.Elastisitas (elasticity) adalah kemampuan (ability) dari benda padat untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar yang bekerja padanya hilang/ dihilangkan. Deformasi (perubahan bentuk) pada benda padat elastis mengikuti aturan yang dikemukakan Robert Hooke yang kemudian dikenal dengan hukum Hooke. Ahli matematika dan juga seorang filsuf asal Inggris ini mencetuskan hukum Hooke (elastisitas) yang berbunyi:Perubahan bentuk benda elastis akan sebanding dengan gaya yang bekerja padanya sampai batas tertentu (batas elastisitas). Jika gaya yang deberikan ditambah hingga melebihi batas elastisitas benda maka benda akam mengalami deformasi (perubahan bentuk) permanen-Robert Hooke-Sobat punya sebatang bambu apus kecil. Saat sobat memberikan tenaga untuk membengkokkan bambu tersebut ia akan melengkung (deformasi) yang bersifat sementara yang berarti bahwa bambu bersifat elastis. Bambu akan kembali ke bentuk semula jika sobat menghilangkan gaya yang bekerja padanya. Akan tetapi jika sobat memberikan gaya dalam jumlah yang besar bambu tersebut bisa patah. Kapan ia patah? Ketika gaya yang sobat berikan melebihi titik elastis dari bambu. Suatu 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 elastis: karet, pegas, baja, kayu. Contoh benda plastis: plastisin, tanah liat.Sifat kelentingan suatu benda berbentuk batang dapat direntangkan dengan dua macam pengertian, yaitu tegangan (stress) dan regangan (strain).2.2. Sejarah Robert Hooke

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 Issac Borrow 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 menyusutkan L. Sebaiknya, 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.2.3 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 pemulih.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 1.1 Pengaruh Gaya (F) Terhadap Perubahan Panjang Pegas (L) (gambar terlampir). Besar gaya pemulih sama dengan besar gaya yang diberikan, yaitu ,tetapi arahnya berlawanan:

Berdasarkan hukum Hooke, besar gaya pemulih pada pegas yang ditarik sepanjang adalah : Fr = -kL dengan k adalah konstanta yang berhubungan dengan sifat kekakuan pegas.

Persamaan tersebut merupakan bentuk matematis hukum Hooke. Dalam SI, satuan k adalah . Tanda negatif pada persamaan menunjukkan bahwa gaya pemulih berlawanan arah dengan simpangan pegas.2.4. Energi PotensialPegasMenurut hukum Hooke, untuk meregangkan pegas sepanjang diperlukan gaya sebesar . Ketika teregang, pegas memiliki energi potensial, jika gaya tarik dilepas, pegas akan melakukan usaha sebesar

Gambar 1.2 Grafik hubungan antara gaya yang diberikan pada pegas dan pertambahan panjang pegas (gaambar terlampir).Gambar tersebut 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, persamaanya adalah ruus 1.1 (rumus terlampir).2.5. Tegangan (Stress)

Tegangan adalah perbandingan antara gaya tarik yang bekerja terhadapluas penampang benda. Tgangan dinotasikan dengan sigma,satuannya adalahNm-2. Ada tiga jenisperubahan bentuk benda, yaitu mampatan, rentangan, dan geseran.Pada tegangan rentangan, kedua ujung benda akanmendapatkan gayayang sama besar dan berlawanan arah. Tapi,walau pemberian gaya dilakukan diujung-ujung benda, seluruh bendaakan mengalami peregangan karena teganganyang diberikan tersebut.Berbeda halnya dengan tegangan mampatan, tegangan tekanberlawanan langsung dengan tegangan rentangan. Materi yang diberigaya bukannya ditarik,melainkan ditekan sehingga gaya-gaya akan bekerja didalam benda, contohnyasepeti tiang-tiang pada kuil Yunani.Tegangan yang ketiga adalah tegangan geser. Benda yangmengalami tegangan geser memiliki gaya-gaya yang samadan berlawanan arah yang diberikan melintasi sisi-sisi yuang berlawanan. Misalkan sebuah buku ataubatu-bata terpasang kuat dipermukaan. Meja memberikan gaya yang samadanberlawanan arah sepanjang permukaan bawah. Walau dimensi benda tidakbanyak berubah, bentuk benda berubah.

Tegangan atau ketegangan didefinisikan sebagai perbandingan besar gaya F terhadap luas bidang penampang A. Tegangan tersebut diartikan sebagai tegangan akibat tarikan, tegangan itu merupakan tegangan normal.

Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada setiap satuan luas penampang suatu benda atau batang. Suatu batang dikatakan dalam keadaan tegang apabila masing-masing ujung batang tersebut mengalami gaya tarik yang sama besarnya dan berlawanan arah. Apabila batang tersebut diiris tegak lurus sama besar, maka masing-masing potongannya dalam keadaan setimbang, potongan akan mengerjakan tarikan terhadap potongan yang berlawanan arah yang terdistribusi merata pada luas penampang (A) dengan gaya F, ketegangan di tempat irisan itu didefinisikan sebagai berikut: rumus 1.2 (rumus terlampir). Dengan = tegangan; F adalah gaya dan A adalah luas penampang.Tegangan yang berbeda pada zat padat merupakan tekanan hidrostatis asalkan tegangan di semua titik permukaan itu adalah sama.2.6. Regangan (strain)Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang lterhadap panjang mula-mula (lo). Regangan adalah perubahan yang relatif dimensi atau bentuk benda yang mengalami tegangan. Regangan yang dapat berarti pertambahan panjang untuk tiap-tiap satuan panjang.Jika diketahui pertambahan panjang dan panjang mula-mula sebelum benda itu diberi gaya, maka dapat ditentukan regangannya dengan persamaan sebagai berikut: rumus 1.3 (rumus terlampir). Dimana e adalah regangan dan l adalah panjang mula-mula.

Sebuah batang yang mengalami regangan, panjang aslinya dari lo berubah menjadi l. Hal ini disebabkan karena pada ujung-ujungnya dilakukan gaya tarikan yang sama besar dan berlawanan arahnya. Perpanjangan ini menjadi kecil hanya pada ujung-ujungnya sama. Setiap unsur batang itu bertambah panjang sebanding dengan pertambahan panjang batang secara keseluruhan.

Regangan akibat kompresi didefinisikan dengan cara yang sama, yaitu sebagai perbandingan kurangnya panjang terhadap panjang awalnya.

2.7. Modulus YoungModulus Young, disebut jugadengan modulus tarik adalah ukurankekakuan suatu bahanelastisyang merupakan ciri dari suatu bahan. Modulus Young didefinisikan sebagai rasiotegangan dalamsistem koordinat kartesian terhadapregangan sepanjang aksis pada jangkauan tegangan dimanahukum Hooke berlaku. Modulus Young adalah perbandingan tegangan tarik terhadap regangan tarik untuk benda berbahan tertentu dan sama dengan perbandingan tegangan kompresi terhadap regangan kompresi.Modulus Young didefinisikan sebagai hasil bagi antara tegangan (stress) dan regangan (strain). Stress atau tegangan dengan simbol , didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. : gaya (N), : luas , : tegangan (). Strain atau regangan dengan simbol e didefinisikan sebagai pertambahan panjang dibagi panjang mula-mula . Dengan demikian, modulus Young(E) dapat dinyatakan dengan rumus 1.4 (rumus terlampir). Dengan adalah panjang mula-mula danadalah perubahan panjang .2.8. Susunan Pegas

Susunan pegas terbagi menjadi 2, yaitu susunan pegas secara seri dan susunan pegas secara paralel.2.8.1. Susunan Pegas Secara SeriGambar 1.7 adalah Susunan Pegas Secara Seri (gambar terlampir). Misalkan kita menyambungkan dua pegas dengan konstanta . Sebelum diberi beban, panjang masing-masing pegas adalah . Ketika diberikan beban seberat , maka panjang pegas atas bertambah sebesar dan panjang pegas bawah bertambah sebesar Berarti, pertambahan panjang total pegas adalah .. Gaya yang bekerja pada pegas atas dan pegas bawah sama besar. Gaya tersebut sama dengan gaya yang diberikan oleh beban, yaitu . Jika adalah konstanta pengganti untuk susunan dua pegas di atas, maka berlaku rumus yang sama. Dengan menghilangkan w pada kedua ruas, maka kita peroleh konstanta pegas pengganti yang memenuhi persamaan rumus 1.5 (rumus terlampir).2.8.2. Susunan Pegas Secara Paralel

Gambar 1.8 adalah Susunan Pegas Secara Paralel (gambar terlampir). Misalkan kita memiliki dua pegas yang tersusun secara paralel seperti tampak pada Gambar 5. Sebelum mendapat beban, panjang masing-masing pegas adalah . Ketika diberi beban, kedua pegas mengalami pertambahan panjang yang sama besar, yaitu . Gaya yang dihasilkan oleh beban terbagi pada dua pegas, masing-masing besarnya dan . Berdasarkan hukum Hooke, diperoleh rumus 1.6 (rumus terlampir). Jika adalah konstanta efektif pegas. Gaya ke bawah dan total gaya ke atas pada beban harus sama. Dengan menghilangkan pada kedua ruas diperoleh rumus 1.7 (rumus terlampir).2.9. Perbandingan Poisson ( poisson ratio )

Perbandingan poisson adalah perbandingan strain transversal terhadap strain longitudinalnya. Dengan masing masing menyatakan perubahan sepanjang rusuk Tanda negatif bahwa bila strain longitudinal positif (terjadi pertambahan longitudinal)maka strain longitudinal negative (terjadi penyusutan transversal).2.10. Regangan luncur

Regangan luncur merupakan perbandingan perubahan sudut b terhadap dimensi melintang. Regangan luncur terjadi pada balok yang pada salah satu diagonalnya mengalami pertambahan panjang dan yang lainnya berkurang. Hal ini terjadi karena bekerjanya tegangan tangensial, maka dapat ditulis regangan luncur adalah jarak (x) dengan satuan meter (m) dibagi ketinggian (h) dengan satuan meter juga (m).

2.11. Regangan volumeRegangan lain yang dihasilkan oleh tekanan hidrostatis adalah regangan volume. Regangan volume adalah perbandingan antara perubahan volume pertama dan volume sesudahnya. Regangan rumus dapat dituliskan dengan selisih perubahan volume dibagi dengan volume. Jadi berbanding lurus dengan selisih perbandingan volume dan berbanding terbalik dengan volume.Gaya tegangan sebanding dengan pertambahan panjang. Dalam hal ini, bahan yang mengalami perubahan bentuk panjang atau elastisitas berarti apabila tegangan atau bebannya tidak ada maka akan kembali ke bentuk semula. Jika tegangan sudah tidak ada lagi, maka mengembalikan ke bentuk semula tidak akan sempurna lagi. Karena itulah, antara regangan dan tegangan tidak berupa garis yang lurus, melainkan yang melengkung.BAB 3DATA HASIL PENGAMATAN

Jenis bahan : Karet

Tebal (t) : 1,1 mm = 1,11 x 10-3 m

Lebar (l) : 10 mm = 1 x 10-2 m

Panjang awal (lo) : 13,8 cm = 1,38 x 10-1 m

Tabel 4.1 Data Hasil Pengamatan

No.Massa (m)Panjang (l)

1.0,1 kg1,438 x 10-1 m

2.0,2 kg1,459 x 10-1 m

3.0,3 kg1,487 x 10-1 m

4.0,4 kg1,634 x 10-1 m

5.0,5 kg1,684 x 10-1 m

6.0,6 kg1,731 x 10-1 m

7.0,7 kg1,843 x 10-1 m

8.0,8 kg1,931 x 10-1 m

9.0,9 kg2,054 x 10-1 m

10.1 kg2,12 x 10-1 m

BAB 4

PENGOLAHAN DATA

Berdasarkan persamaan 4.6, 4.7 dan 4.8 maka dapat dibuat suatu formula yaitu:E = dengan E = Konstanta Elastisitas (N/m2), l = Pertambahan panjang (l-lo), lo = Panjang mula-mula, F = Gaya berat dari anak timbangan yang digantungkan (N), A = Luas penampang (m2). Dari data yang diperoleh berdasarkan pengukuran maka dihitung berupa:Luas penampang (t x l) = 1,1 x 10-6 m2Gaya berat bandul adalah hasil perkalian massa anak timbangan dengan percepatan gravitasi F = mg.

No.l (m)l/loF (N)F/A (N/m2)

1.0,13 9,4200,98882882,82

2.0,13219,5721,961765765,766

3.0,13499,7752,942638638,639

4.0,150510,9063,923531531,532

5.0,154611,2034,94414414,414

6.0,159311,5435,885297297,297

7.0,170512,3556,866180180,18

8.0,179312,9927,847063063,063

9.0,191613,8848,827945945,946

10.0,198214,3629,88828828,829

Tabel 4.2 Regangan dan tegangan berdasarkan data hasil pengukuran

Tabel 4.3 Pengolahan Data

No.l/lo F/A(l/lo)2F/A2(l/lo * F/A)

1.9,42882882,8288,73647,795 x 10 118316756,164

2.9,5721765765,76691,6233,118 x 10 1216896166,71

3.9,7752638638,63995,557,015 x 10 1225890540,54

4.10,9053531531,532118,9191,247 x 10 1338511351,36

5.11,2034414414,414125,5071,949 x 10 1349454684,68

6.11,5435297297,297133,242,86 x 10 13611646702,7

7.12,3556180180,18152,6463,819 x 10 1376356126,12

8.12,9937063063,063168,8184,988 x 10 1391770378,38

9.13,8847945945,946192,7656,313 x 10 13110321513,5

10.14,362882882,8829206,2677,795 x 10 13126799639,6

1374,07144,392 x 10141815737007

Linieritas DataGradien garis (m) dalam persamaan grafik adalah konstanta/modulus Elastisitas (E) yang didapatkan berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan yaitu:m = (l / lo * F/A)/ (l / lo)2 = (1815737007) / (1374,0714)

= 1321428,426

Grafik 4.3 Regangan terhadap tegangan data dan linieritas hasil percobaan

Dari data kedua garis di atas (data percobaan dan linieritasnya) maka koefisien keelastisitasannya adalah:

r = (l / lo * F/A)/ (l / lo)2 * (F/A)1/2 = 1815737007 / 776847577,6

= 2,337314371Dan besarnya standar kesalahan yang terjadi dalam percobaan ini adalah:

= 1,783 x 1011

Modulus Elastisitas Bahan (E) = m = 1321428,426 N/m2 Kesalahan Absolut (KA) = Sn = 1,783 x 1011Kesalahan Relatif (KR) = Sn / E x 100 % = 1349,74 %

Nilai terbaik hasil pengukuran = E Sn = 1321428,426 1,783 x 1011BAB 5

PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini, yaitu yang berjudul elastisitas di mana membahas keelastisitasan suatu bahan yaitu pegas dan karet dan juga hubungannya dengan hukum Hooke. Praktikum kali ini berlangsung cepat dan mudah (tidak rumit). Dengan menggunakan karet didapatkan bahwa tebal karet adalah 111 x 10-5 meter dan lebar karet adalah 1 x 10-3 meter dan panjang awal karet adalah 1,38 x 10-2 meter. Karet tersebut lalu diberi beban satu per satu, yang masing-masing bebannya mempunyai berat sebesar 0,1 kilogram. Setiap diberi beban, panjang karet akan berubah atau bisa juga dikatakan bahwa lama-kelamaan karet menjadi semakin panjang karena adanya beban. Setelah itu dapat juga dicari luas penampangnya dengan mengalikan tebal karet dan juga lebar karet. Lalu didapatkan hasilnya yaitu 1,11 x 10-6 meter kuadrat. Barulah setelah itu kita dapat mencari tegangan serta regangan dari karet tersebut. Jika kita sudah mendapatkan hasil dari tegangan dan regangannya, barulah kita dapat menentukan gradien garis (m) dari percobaan tersebut. Setelah itu dapat dihitung koefisien korelasinya dan juga didapat standar kesalahan dari percobaan tersebut. Koefisien elastisitas juga dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu faktor internal serta faktor eksternal. Faktor internal yang mempengaruhi elastisitas antara lain duktilitas bahan, lalu ketahanan bahan, dan kekerasan bahan. Sedangkan faktor eksternal yang mempengaruhi adalah gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang yang dihasilkan.

Pada percobaan ini akan dilakukan pengujian terhadap sifat elastisits yang dimiliki oleh suatu benda, pada percobaan ini juga alatatu benda elastisita yang diuji adalah karet-karet ini akan bertambah beban dengan massa yang berbeda-beda sehingga dapat diketahui pertambahan panjang yang dihasilkan. Dari percobaan yang dilakukan didapatkan bahwa setiap pertambahan beban maka karet akan mengalami pertambahan panjang dari keadaan sebelumnya. Semakin besar massa suatu benda yang digantungkan pada karet maka semaki besar pertambahan panjang yang dihasilkan akan mempengaruhi keadaan sebelumnya. Pertambahan panjang yang dihasilkan akan mempengaruhi nilai regangan karet. Karena semakin besar pertambahan panjang suatu bahan elastic maka semakin besar regangan benda tersebut. Sebaliknya semakin kecil pertambahan panjang benda elastis maka semakin kecil regangan pada benda tersebut. Namun, dalam hubungannya dan panjang mula-mula maka dapat dikatakan bahwa tegangan berbanding terbalik dengan panjang mula mula benda elastis. Artinya apabila regangan suatu benda besar maka panjang mula-mula benda itu kecil, sebaliknya regangan suatu benda yang kecil menunjukkan bahwa panjang mula-mula benda tersebut besar. Dalam percobaan ini apabila beban yang digantungkan melebihi kapasitas sifat elasik karet dapat menyebabkan karet akan terputus. Tetapi apabila telah mencapai titik batas elastis karet maka karet tidak akan kembali ke bentuknya semula. Hal itu dinamakan plastis, di mana suatu bahan sudah melewati batas elastisitasnya. Ketika batas elastisitasnya sudah terlewat, bahan atau benda akan rusak. Entah itu putus, robek, atau pun hal lain yang menyebabkan perubahan bentuk terhadap benda. Jika masih dalam batas elastis, benda atau bahan akan tetap pada bentuk aslinya walaupun bisa berubah bentuk. Namun perubahannya tersebut adalah bersifat sementara, karena sifat benda itu sendiri yang elastis.

Hasil percobaan ini sesuai dengan hukum hooke yang menyatakan bahwa gaya tarik yang tidak melampaui batas elastisitas maka pertambahan elastis suatu bahan tidak tergantung kepada ukuran atau dimensi bahan, melainkan tergantung kepada ukuran atau dimensi bahan , melainkan tergantung kepada bahan yang memiliki sifat tertentu. Dapat diketahui bahwa terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi elastisitas suatu bahan yang penting adalah massa anak timbangan yang digunakan dalam percobaan. Jika anak timbangan ditarik terlalu kuat ataupun terlalu jauh, karet akan putus. Karet tidak akan lagi memiliki sifat elastisitasnya. Karet sudah melewati batas elastis dan sifat keelastisitasannya hilang dan tidak akan dapat kembali. Mengingat keadaan benda tersebut (karet) yang sudah rusak jika sudah melewati batas elastis. Selain itu gaya juga sangat mempengaruhi suatu benda karena dengan gaya suatu benda dapat berubah bentuk.

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan1. Semakin besar massa beban, maka nilai konstanta akan semakin kecil sedangkan jika semakin besar massa beban maka waktu dan periode juga semakin besar.2. Setiap diberi beban, panjang karet akan mengalami perubahan. Semakin berat bebannya, maka karet akan semakin panjang.3. Gaya yang diberikan sebanding dengan perubahan panjang.4. Nilai konstanta pegas diperoleh dari perbandingan antara gaya dengan pertambahan panjang.5. Elastisitas dipengaruhi oleh gaya yang diberikan tegangan dan juga regangan.6. Gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang yang dihasilkan.6.2. Saran

Praktikum fisika dasar tentang elastisitas sebenarnya mudah, akan tetapi dengan keterbatasan alat dan jumlah anggota kelompok yang cukup banyak membuat kami sumpek atau ribet dalam melakukan praktikum, ditambah dengan ruangan dan tempat yang sempit membuat kami semakin penat. Dan juga pada praktikum ini tidak menggunakan waktu yang efisien.

Disarankan agar alat yang digunakan diperbarui agar praktikum berjalan lancar dan sesuai dengan teori-teori yang ada dan sesuai dengan percobaan yang telah dilakukan para ahli terdahulu.

DAFTAR PUSTAKAArisworo, Djoko, dkk. 2006.Fisika Dasar. Grafindo Media Pratama: JakartaBahtiar. 2010. Fisika Dasar 1. Kurnia Kalam Semesta: Mataram. Sears dan Zemansky. 1969. Fisika untuk Universitas 1. Trimitra Mandiri: Bandung.

Soedojo, Peter.1986. .Azaz-azaz Ilmu Fisika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Soeharto. 1991. Dinamika dan Mekanika. PT. Rineka Cipta: Jakarta

LAMPIRANRumus 1.1

Rumus 1.2

Rumus 1.3

Rumus 1.4

Rumus 1.5

Rumus 1.6

Rumus 1.7

Gambar 1.1

Gambar 1.2

Gambar 1.3

Gambar 1.4

Gambar 1.5Gambar 1.6

Gambar 1.7

Gambar 1.8

1