Praktikum Fisika Dasar IMODUL 6

MODULUS YOUNG

Kordas Penanggungjawab : Fitri A. Permatasari, 10211087

f.aulia.p@gmail.com

Laboratorium Fisika Dasar (LFD)

Institut Teknologi Bandung

Semester Ganjil Tahun Ajaran 2015/2016

Outline

o Tujuan

o Teori Singkat

o Metode Percobaan

o Data dan Pengolahan

o Pembahasan

o Simpulan

o Kendala dan Solusi

o Alokasi waktu dan Penilaian

Tujuan

Praktikan dapat memahami karakteristik elastisitas suatu bahan di bawah

pengaruh tarikan.

Praktikan dapat menentuan nilai modulus Yousar suatu bahan

berdasarkan percobaan.

Teori Singkat

o Benda padat dapat mengalami perubahan dimensi ketika diberikan gaya

tertentu. Contohnya 3 gambar dibawah.

o Perubahan dimensi tersebut berkaitan dengan :

Stress (tekanan) : gaya yang diberikan per satuan luas penampang yang menerima gaya

Strain (regangan) hasil dari stress atau rasio perubahan dimensi terhadap dimensi semula

Tensile Stress Shearing Stress Hydraulic Stress

Teori Singkat

o Stress dan Strain selalu sebanding (hasil eksperimen)

Stress = Modulus x Strain

o Modulus elastisitas : konstanta kesebandingan

o Pada kasus Tensile Stress (tekanan tarik) Modulus Young

=

Keterangan :

F : gaya yang diberikan (N)

A : luas penampang ( m2 )

E : modulus young ( N/m2 )

: perubahan panjang (m)

L : panjang awal bahan (m)

Kurva Elastisitas suatu bahan

Metode Percobaan

o data awal ( diameter dan panjang kawat awal )

o Tambahkan beban setiap 0,5 kg pada salah satu utas

kawat.

o Setiap penambahan beban setelah kira-kira 10 detik, Catat

pertambahan panjang kawat atau panjang kawat.

o Lakukan berulang hingga penambahan 5 beban (tanpa

melepas beban sebelumnya).

o Kurangi beban setiap 0.5 kg. Tunggu 10 detik, lalu catat

panjang kawat

o Lakukan berulang, hingga beban yang menggantung habis.

Metode Percobaan

Pembacaan skala pengukuran

1 mm = 2x putaran

1 putaran = 50 skala

1 skala = 1/100 mm = 0,01 mm

waterpass Cara pengukuran panjang kawat :

Putar skala hingga waterpass setimbang

Data dan Pengolahan Data

o Data Kawat

Diameter (d) = 3,2x10-7 m

Panjang awal (L) = 231,50 cm

No.

Percobaan

Massa Beban yang

menggantung (kg)L (cm) Ket

1 0,525 0,1

Percobaan

Penambahan

Beban

2 1,03 0,171

3 1,53 0,251

4 2,025 0,316

5 2,525 0,396

6 3,02 0,491

7 2,525 0,431

Percobaan

Pengurangan

Beban

8 2,025 0,371

9 1,53 0,291

10 1,03 0,216

11 0,525 0,141

Catatan :

L merupakan mutlakselisih panjang kawat

setelah

ditambahan/dikurangi

bebannya dengan panjang

kawat awal

Data dan Pengolahan Data

No.

Percobaan

Strain

(x10-4)

Stress

(x1014 N/m)Ket

1 4,32 0,640

Percobaan

Penambahan

Beban

2 7,39 1,256

3 10,84 1,865

4 13,65 2,469

5 17,11 3,079

6 21,21 3,682

7 18,62 3,078

Percobaan

Pengurangan

Beban

8 16,03 2,469

9 12,57 1,865

10 9,33 1,256

11 6,09 6,401

o Luas penampang kawat (A) :

=1

42 = 8,038x1014 m2

o =

o =

o Buat grafik Strain (y) terhadap

Stress (x)

o Regresi grafik menggunakan

persamaan linear

Data dan Pengolahan Data

Dari kedua grafik diatas diperoleh Modulus Young (E) kawat sebesar 2x1011 N/m2

Kawat terbuat dari bahan Baja, E referensi untuk baja ringan sebesar 2x1011 N/m2

Ingat

=

maka gradien hasil regresi adalah E

Pembahasan

Bandingkan nilai hasil E hasil percobaan dengan E referensi!

Jawab : Hasil yang didapat terjadi perbedaan yang tidak terlalu signifikan terhadap

referensi, adapun perbedaan yang kecil ini diakibatkan oleh adanya gaya luar yang

mempengaruhi kestabilan massa beban sehingga waterpass tidak tepat berada

ditengah serta posisi kawat yang tidak lurus.

Bandingkan grafik yang didapat dengan grafik Literatur !

Jawab : Hasil grafik yang linear menunjukkan grafik masih berada dalam daerah

elastis, hal ini dibuktikan bahwa kawat kembali seperti semula saat massa beban

gantung dikurangi (sesuai dengan tabel hasil percobaan)

Mengapa terdapat koefisien b pada hasil regresi !

Jawab : Adanya koefisien b pada hasil regresi sebagai koreksi terhadap hasil

perbandingan antara regangan dan tegangan yang tidak sama ada setiap titik

Simpulan

1. Berdasarkan hasil percobaan, Nilai modulus young kawat yang digunakan

sebesar 2x1011 N/m2

2. Galat perbedaan nilai E hasil percobaan dengan referensi dapat disebabkan

oleh adanya gaya luar yang mempengaruhi pengukuran.

3. Kurva stress terhadap strain yang mendekati linear dengan R2 sebesar 0,997 ,

menunjukan bahwa kawat yang digunakan masih berada dalam kondisi elastis.

Kendala dan Solusi

Kendala :

- Kawat tidak lurus

- Skala tidak bersih (tertutupi coretan tipe x)

- Praktikan yang bergantian untuk membaca skala pengukuran menyebabkan

galat error pengukuran lebih besar

Solusi :

- Ganti kawat dengan yang baru

- Bersihkan coretan dari skala

- Pergantian kerja praktikan dilakukan pada pergantian percobaan, atau

lakukan pengambilan data berulang sebanyak 2-3 set data.

Alokasi Waktu dan Penilaian