I. TUJUAN DAN OBYEK PERCOBAAN
Adapun
tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan elastisitas dari bahan besi,
kayu, kuningan.
II. TINJAUAN TEORI
Elastisitas
Sifat elastis atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda
untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda
itu dihilangkan. Contohnya adalah katepel yang terbuat dari karet. Sedangkan
benda yang tidak elastis adalah benda yang tidak kembali ke bentuk awalnya saat
gaya dilepaskan, misalnya saja pada tanah liat. Jika kita menekan segumpal
tanah liat, bentuknya akan berubah, tetapi saat gaya dilepaskan dari benda,
tanah liat tidak kembali ke bentuk awalnya.
Modolus
Young
Modulus Young,
disebut juga dengan modulus tarik adalah ukuran kekakuan suatu bahan elastis yang merupakan ciri dari suatu bahan. Modolus Young didefinisikan sebagai rasio tegangan dalam sistem koordinat
kartesian terhadap regangan sepanjang
aksis pada jangkauan tegangan di mana hukum Hooke berlaku. Dalam mekanika benda padat, kemiringan (slope)
pada kurva
tegangan-regangan pada
titik tertentu disebut dengan modulus tangen. Modulus
tangen dari kemiringan linear awal
disebut dengan modulus Young. Nilai modulus Young
bisa didapatkan dalam eksperimen menggunakan uji kekuatan
tarik dari suatu
bahan. Pada bahan anisotropis, modulus Young
dapat memiliki nilai yang berbeda tergantung pada arah di mana bahan
diaplikasikan terhadap struktur bahan.
Modulus Young
didefinisikan sebagai hasil bagi antara tegangan (stress) dan regangan (strain).
·
Strain atauregangandengansimbole didefinisikan sebagai pertambahan
panjang
dibagi
panjang mula-mula
,
Dengandemikian, modulus Young (E)dapatdinyatakandengan
III. ALAT DAN BAHAN
Adapun alat dan bahan yang
digunakan dalam percobaan ini diantaranya :
1. Dua batang penyangga beban
2. Cermin skala
3. Beban Pemberat
4. Jangka soromng
5. Batng kayu, besi, kuningan, masing-masing satu batang
6. Kertas Milimeter Block
IV. PROSEDUR PERCOBAAN
Pertama jarak antar ujung-ujung
kedua penyangga diukur sebagai L. langkah kedua, batang diletakkan diatas
penyangga dengan gantungan beban ditengah-tengah. Kemudian diperiksakan dulu
kepada pembimbing. Langkah selanjutnya beban berturut-turut ditimbang secara
teratur. Diantaranya beban : 1 kg untuk batang besi sampai 5 kg, 0,5 kg untuk
batang besi kuningan sampai 2 kg, 50 gr untuk batang kayu sampai 200 gr.
Langkah terakhir setelah dicapai beban maksimum, beban satu persatu dikurangi
dan kedudukan kawat penunjuk dicatat.
V. HASIL PENGAMATAN
a. Besi
|
No
|
Jarak antar penyangga (cm)
|
Panjang (cm)
|
Jari-jari (cm)
|
Perubahan kedudukan
|
||||
|
5 kg
|
4 kg
|
3 kg
|
2 kg
|
1 kg
|
||||
|
1
|
98,0
|
153,0
|
0,45
|
1,2
|
1,0
|
0,9
|
0,7
|
0,6
|
|
2
|
98,0
|
153,2
|
0,45
|
1,2
|
1,0
|
0,9
|
0,7
|
0,6
|
|
3
|
98,0
|
153,4
|
0,46
|
1,1
|
1,0
|
0,9
|
0,7
|
0,5
|
|
4
|
98,1
|
153,6
|
0,45
|
1,2
|
1,0
|
0,8
|
0,6
|
0,6
|
|
5
|
98,1
|
153,4
|
0,46
|
1,2
|
1,1
|
0,9
|
0,7
|
0,5
|
b. Kuningan
|
No
|
Jarak antar penyangga (cm)
|
Panjang (cm)
|
Jari-jari (cm)
|
Perubahan kedudukan
|
|||
|
2 kg
|
1,5 kg
|
1 kg
|
0,5 kg
|
||||
|
1
|
98,0
|
152,0
|
0,45
|
1,6
|
1,3
|
1,2
|
0,9
|
|
2
|
98,0
|
152,2
|
0,45
|
1,8
|
1,4
|
1,0
|
0,8
|
|
3
|
98,0
|
152,4
|
0,45
|
1,7
|
1,3
|
1,2
|
0,9
|
|
4
|
98,1
|
152,0
|
0,46
|
1,6
|
1,3
|
1,2
|
0,9
|
|
5
|
98,1
|
152,0
|
0,45
|
1,6
|
1,4
|
1,1
|
0,9
|
c. Kayu
|
No
|
Jarak antar penyangga (cm)
|
Panjang (cm)
|
Lebar (cm)
|
Tinggi (cm)
|
Perubahan kedudukan
|
|||
|
200 gr
|
150 gr
|
100 gr
|
50 gr
|
|||||
|
1
|
98,0
|
101,5
|
2,0
|
0,9
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
98,0
|
101,4
|
2,1
|
1,0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
3
|
98,0
|
101,5
|
2,2
|
0,9
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
4
|
98,1
|
101,5
|
2,0
|
1,0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
5
|
98,1
|
101,5
|
2,0
|
1,0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
VI. ANALISA /
PENGOLAHAN DATA
6. 1
Ralat
A.
pada percobaan I, II, dan III
|
|
|
|
|
|
0,98
|
0,9804
|
-0,0004
|
1,
|
|
0,98
|
0,9804
|
-0,0004
|
1,6
|
|
0,98
|
0,9804
|
-0,0004
|
1,6
|
|
0,981
|
0,9804
|
0,0006
|
3,6
|
|
0,981
|
0,9804
|
0,0006
|
3,6
|
|
|
|
|
|
B. Panjang
batang
Batang besi
|
|
|
|
|
|
1,53
|
1,5332
|
-0,0032
|
1,024
|
|
1,532
|
1,5332
|
-0,0012
|
1,44
|
|
1,534
|
1,5332
|
0,0008
|
6,4
|
|
1,536
|
1,5332
|
0,0028
|
7,84
|
|
1,534
|
1,5332
|
0,0008
|
6,4
|
|
|
|
|
|
Dengan cara yang sama maka di dapat
panjang batang kuningan dan kayu sebagai berikut:
|
Batang
|
|
|
Ralatnisbi
|
Kebenaran praktikum
|
|
Kuningan
|
|
1,5212
|
0,052
|
99,948
|
|
Kayu
|
|
1,0148
|
0,019
|
99,981
|
C. Jari-jari
batang
Batang besi
|
|
|
|
|
|
0,0045
|
0,00454
|
-4
|
1,6
|
|
0,0045
|
0,00454
|
-4
|
1,6
|
|
0,0046
|
0,00454
|
6
|
3,6
|
|
0,0045
|
0,00454
|
-4
|
1,6
|
|
0,0046
|
0,00454
|
6
|
3,6
|
|
|
|
|
|
Dengan cara yang sama maka di dapat
jari berat kuningan, lebar batang kayu dan tinggi batang kayu sebagai berikut:
1. Batang
kuningan
|
|
|
Ralatnisbi
|
Kebenaran praktikum
|
|
8
|
0,00452
|
1,32
|
98,68
|
2. Batang
kayu (lebar)
|
|
|
Ralatnisbi
|
Kebenaran praktikum
|
|
3,2
|
0,0206
|
1,94
|
98,06
|
3. Batang
kayu (tinggi)
|
|
|
Ralatnisbi
|
Kebenaran praktikum
|
|
1,2
|
0,0096
|
2,08
|
97,92
|
D. Pertambahan
panjang
1. Batang
besi
Pertambahan panjang
untuk beban 5 kg
|
|
|
|
|
|
0,012
|
0,0118
|
0,0002
|
4
|
|
0,012
|
0,0118
|
0,0002
|
4
|
|
0,011
|
0,0118
|
-0,0008
|
6,4
|
|
0,012
|
0,0118
|
0,0002
|
4
|
|
0,012
|
0,0118
|
0,0002
|
4
|
|
|
|
|
|
Dengan cara yang sama
maka di dapat pertambahan panjang pada beban 4 kg, 3 kg, 2 kg, dan 1 kg sebagai
berikut:
|
Beban
|
|
|
Ralatnisbi
|
Kebenaran praktikum
|
|
4 kg
|
8
|
0,0102
|
1,96
|
98,04
|
|
3 kg
|
8
|
0,0088
|
0,68
|
99,32
|
|
2 kg
|
8
|
0,0068
|
2,94
|
97,06
|
|
1 kg
|
1,2
|
0,0056
|
3,57
|
96,43
|
2. Batang
kuningan
Dengan cara yang sama
maka di dapat pertambahan panjang pada beban 2 kg, 1,5 kg, 1 kg, dan 0,5 kg
sebagai berikut:
|
Beban
|
|
|
Ralatnisbi
|
Kebenaran praktikum
|
|
2 kg
|
8
|
0,0162
|
1,23
|
98,77
|
|
1,5 kg
|
1,2
|
0,0134
|
1,49
|
98,51
|
|
1 kg
|
3,2
|
0,0114
|
3,5
|
96,5
|
|
0,5 kg
|
1,2
|
0,0086
|
2,32
|
97,68
|
3. Batang
kayu
Dengan cara yang sama
maka di dapat pertambahan panjang pada beban 200 gram, 150 gram, 100 gram, dan
50 gram sebagai berikut:
|
Beban
|
|
|
Ralatnisbi
|
Kebenaran praktikum
|
|
200 gram
|
0
|
0
|
0
|
100
|
|
150 gram
|
0
|
0
|
0
|
100
|
|
100 gram
|
0
|
0
|
0
|
100
|
|
50 gram
|
0
|
0
|
0
|
100
|
6. 2
Perhitungan
A. Batang
Besi
Luas penampang besi
Beban 5 kg
Dengan cara yang sama didapat:
|
Percobaan
|
|
Ralat nisbi (%)
|
Kebenaran pratikum (%)
|
|
II
|
|
3,02
|
96,98
|
|
III
|
|
1,72
|
98,28
|
|
IV
|
|
4,02
|
95,98
|
|
V
|
|
4,32
|
95,68
|
Modulus Young rata-rata:
B. Batang
Kuningan
Luas penampang
kuningan
2
Beban 2 kg
Dengan cara yang sama didapat:
|
Percobaan
|
|
Ralat nisbi (%)
|
Kebenaran pratikum (%)
|
|
II
|
18.014.875
|
4,01
|
95,99
|
|
III
|
|
6,02
|
93,98
|
|
IV
|
|
4,82
|
95,18
|
Modulus Young rata-rata:
C. Batang
Kayu
Luas penampang kayu
Beban 200 g
Dengan cara yang sama didapat:
|
Percobaan
|
|
Ralat nisbi (%)
|
Kebenaran pratikum (%)
|
|
II
|
0
|
0
|
100
|
|
III
|
0
|
0
|
100
|
|
IV
|
0
|
0
|
100
|
Modulus Young rata-rata:
VII. PEMBAHASAN
Pada percobaan Modolus Young kali ini,
bertujuan untuk menentukan elastisitas dari bahan besi, kuningan, dan kayu.
Adapun percobaan ini dilakukan dengan menggunakan tiga bahan yang akan
ditentukan elastisitasnya yaitu baatang besi, batang kuningan, dan kayu yang
berbentuk balok panjang. Ketiga bahan ini kemudian dilakukan percobaan dengan
meletakkannya pada dua patang penyangga dengan digantungi beban pada bagian
tengah bahan. Pada percobaan batang besi, beban yang digantungkan adalah beban
bermassa 1 kg sampai beban bermassa 5 kg. Setelah beban digantungkan, kemudian
dilakukan pengukuran terhadap posisi batang besi dengan menggunakan mistar dan
kertas millimeter block. Percobaan pada batang kuningan juga diperlakukan sama
hanya saja beban yang dugunakan adalah beban bermassa 500 gram hingga beban
bermassa 2 kg. pada bahan balok kayu, digunakan beban bermassa 50 gram hingga
beban bermassa 200 gram. Data yang diambil dari percobaan menggunakan ketiga bahan
tersebut adalah jarak antar penyangga, panjang, jari-jari, dan perubahan
kedudukan masing-masing pada besi dan kuningan. Sedangkan jarak antar
penyangga, panjang, lebar, dan tinggi pada kayu.
Elastisitas atau keelastisan adalah kemampuan
suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang
diberikan kepada benda itu dihilangkan. Setiap benda memiliki elastisitas yang
berbeda-beda. Elastisitas pada kayu adalah nol. Dari data yang didapatkan dalam
perhitungan, didapatkan hasil Modolus Young besi, kuningan, dan kayu. Modolus
Young rata-rata besi adalah
dengan ralat
nisbi
dan kebenaran
praktikum adalah
. Pada kuningan, Modolus Yong rata-rata yang
diperoleh adalah
dengan ralat
nisbi
dan kebenaran
praktikum adalah
. Pada kayu karena tidak terjadi perubahan kedudukan
pada semua beban atau perubahan kedudukan sama dengan nol. Sehingga Modolus
Elastis pada kayu adalah nol.
Modolus Young pada benda berbeda-beda tergantung
jenisnya. Ukuran pada benda tidak berpengaruh pada Modolus Young.
VIII. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari percobaan Modolus
Young ini adalah :
1. Modulus Young berbanding lurus dengan
gaya yang diberikan dan perubahan kedudukan kawat penunjuk. Dan berbanding
terbalik dengan luas penampang dan panjang batang.
Sesuai
dengan rumus Modulus Elastisitas :
E = (F.l)/(A.Δl)
2. Benda
elastis adalah benda yang akan berubah bentuk jika diberikan gaya dan akan
kembali kebentuk semula jika gaya luar yang diberikan dihilangkan.
3.
Benda yang tidak memiliki sifat elastik, tidak akan kembali kebentuknya semula
jika gayanya dihilangkan.
4.
Batang besi lebih elastis dari pada batang kuningan, dan batang kuningan lebih
elastis dari batang kayu.
5.
Modulus Yong bergantung pada jenis benda dan bukan bergantung pada bentuk dan
ukuran benda.
DAFTAR
PUSTAKA
Giancoly, Douglas. 2001. Fisika. Erlangga:Jakarta.
Kanginan, Martheen. 2004. Fisika SMA 2A.
Erlangga:Jakarta.
Syarifudin.2007.Intisari Fisika untuk SMA.Scientific
Press:Jakarta
http://smakita.com/2013/09/pengertian-modulus-young.html
