File
advertisement
Mengukur Modulus Elastisitas Batang Logam dengan Pelengkungan Dwi Handayani Yulfi 1001135016 FKIP, Universitas Muhammadiyah Prof.Dr.Hamka, Jakarta Abstract Elasticity is the ability of an object to return to their original states as soon as the external force given to it was exempt (waived). Objects that have elastic properties such as elasticity or elastic bands, springs, metal plate, and so-called elastic objects. Modulus of elasticity or Young's modulus (E) a bar of metal is defined as the ratio between (τ) and strain (e) the metal. Hooke's law, applicable to all solid materials, from iron to the bone, but only applies to a certain point. If the style of the more magnified, the object will continue to grow long and finally broke up. Keyword : Elastic, Hooke’s Law. Abstrak Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dibebaskan (ditiadakan). Benda-benda yang mempunyai elastisitas atau sifat elastis seperti karet gelang, pegas, plat logam, dan sebagainya disebut benda elastis. Modulus Elastisitas atau Modulus Young (E) sebatang logam didefinisikan sebagai perbandingan antara (π) dan regangan (e) logam itu. Hukum Hooke, berlaku untuk semua material padat; dari besi hingga tulang, tetapi hanya berlaku hingga titik tertentu. Jika gaya semakin diperbesar, obyek akan terus bertambah panjang dan akhirnya putus. Pendahuluan Tegangang yang dibutuhkan untuk menghasilkan regangan tertentu tergantung pada keadaan bahan yang ditekan. Perbandingan antara tegangan dan regangan, atau tegangan persatuan regangan, disebut modulus elastik bahan. Semakin besar moduluselastis, semakin besar tegangan yang dibutuhkan untuk suatu regangan tertentu. Pertama tinjau tegangan dan regangan longitudinal (tarikan atau tekanan). Percobaan menunjukkan bahwa sampai ke batas proporsional, suatu tekanan longitudinal baik tarikan maupun tekanan akan menghasilkan regangan yang besarnya sama. Maka, perbandingan antara tegangan tekan dengan regangan tarik sama dengan perbandingan antara tegangan tekan dengan regangan tekan. Dasar Teori Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dibebaskan (ditiadakan). Benda-benda yang mempunyai elastisitas atau sifat elastis seperti karet gelang, pegas, plat logam, dan sebagainya disebut benda elastis. πΈ= ο Tegangan ο πΉπΏ π΄ βπΏ Tetapan Gaya pada Benda Elastis Tegangan atau stress (π) didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F dengan luas penampang kawat A. jadi, tegangan (π) Menurut hukum Hooke yang menyatakan gaya yang bekerja pada sebuah batang akan mengakibatkan perubahan panjang atau dapat ditulis manjadi: pelengkungan pada batang tesebut selama π= ο πΉ π΄ dalam elastisitasnya . Yang dinyatakan dengan: Regangan πΉ=ππ₯ Regangan strain atau (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang βπΏ dengan panjang awal β0. Jadi, regangan (e) dapat ditulis menjadi: Setelah mengetahui hubungan antara gaya tarik dengan Modulus Elastisitas E yang dinyatakan dalam persamaan: πΈ= βπΏ π= πΏπ ο batas Dengan Modulus Elastisitas Modulus Elastisitas atau Modulus Young (E) sebatang logam didefinisikan sebagai perbandingan antara (π) dan regangan (e) logam itu. Jadi, Modulus Elastisitas dapat ditulis menjadi: πΈ= π π πΉπΏ π΄ βπΏ mensubstitusikan persamaan modulus elastisitas E ke dalam persamaan hukum Hooke, maka didapatkan: πΉ βπΏ =πΈ π΄ πΏπ π΄πΈ πΉ = ( ) βπΏ πΏπ Bila,, F = k x, maka akan diperoleh rumus umum tetapan gaya benda elastis k: πΈ= πΉ/π΄ βπΏ/πΏ π= π΄πΈ πΏπ Besarnya bergantung pelengkunghan pada pada besarnya batang gaya Dari gambar diatas didapatkan persamaan: yang π= bekerja, ukuran batng dan elastisitas dari π΅πΏ3 4πΈπβ3 batang tersebut. Pada gambar berikut ini ππππππ: π΅ = π π diperlihatkan berbagai stress yang bekerja pada batang beserta perubahan yang diakibatkannya. Dimana: B Gambar 1 Simpangan pelengkungan pada batang f = simpangan pelenturan batang L = jarak dari tumpuan ke tumpuan E = Modulus Elastisitas batang b = lebar batang B = berat beban h = tebal batan m = massa beban g = percepatan gravitasi logam diatas didapatkan persamaannya sebagai berikut: π΅πΏ3 π= πΈπβ3 ππππππ βΆ π΅ = π π Untuk pelenturan batang yang digantung Metode Penelitian pada dua tiang adalah: Dalam percobaan ini menggunakan metode eksperimen, dengan melakukan percobaan di laboratorium fisika dasar. Dengan langkah-langkah sebagai berikut : B Gambar 2 1. Menyiapkan alat dan bahan yang telah disediakan. 2. Menyusun alat percobaan 3. Melakukan pengecekan alat 4. Melakukan percobaan Pengujian Sistem Langkah-langkah percobaan sebagai berikut: 1. Mengukur jarak antara 2 tumpuan (L), panjang batang (p), lebar batang (b), dan tebal batang (h). 2. Meletakkan batang di atas kedua tumpua, dan letakkan kait pada batang ( kira-kira di tengah-tengah batang ). 3. Membaca kedudukan lempeng ( bagian atas ) pada skala cermin yang ada pada statip. 4. Menambahkan beban masing-masing 0,5 kg setiap kali penambahan dan amati kedudukan bagian atas dari batang pada skala cermin. 5. Kurangi beban masing-masing 0,5 kg, setiap kali amati kedudukan bagian atas dari batang pada skala cermin. 6. Melakukan langkah-langkah diatas untuk logam yang lain. No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Rata-Rata (cm) 0,4 0,1 0,7 0,4 0,4 0,5 0,4 0,4 0,3 Hasil No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. ∑ F 0,4 0,1 0,7 0,4 0,4 0,5 0,4 0,4 0,3 3,6 F² 0,16 0,01 0,49 0,16 0,16 0,25 0,16 0,16 0,9 2.45 Hasil dan Pembahasan Dalam percobaan mendapatkan data yang terdapat pada table : Simpangan pelengkungan data ( F ) pada logam besi Besi F = 0,4 cm No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Beban Penambahan ( gr ) ( cm ) 53,03 0,4 99,95 0,5 152,98 1,2 199,70 1,5 252,73 2 199,70 152,98 99,95 53,03 - Pengurangan (cm) 1,5 1,1 0,7 0,4 E = 4,89 N/m² Kesimpulan 1. Penambahan panjang itu sebanding dengan berat beban. 2. Berat beban untuk menambah panjang dengan pertambahan tertentu, sebanding dengan luas penampang kawat. 3. Dengan berat beban tertentu penambahan panjang sebanding dengna panjang kawat mula-mula. 4. Besarnya modulus elastisitas ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya panjang penyangga, jenis bahan, berat beban dan juga gravitasi. 5. Menurut percobaan semakin pendek pertambahan panjang suatu bahan maka semakin tinggi nilai modulus elastisitasnya. 6. Perbandingan antara tegangan dan regangan, atau tegangan persatuan regangan, disebut modulus elastik bahan. Daftar Pustaka Fisika untuk universitas Seans Zemansk penerbit Bina Cipta.
