Mengukur Modulus Elastisitas Batang Logam dengan Pelengkungan. Dwi Handayani Yulfi FKIP, Universitas Muhammadiyah Prof.Dr.

Transkripsi

1 Mengukur Modulus Elastisitas atang Logam dengan Pelengkungan Dwi Handayani Yulfi 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). enda-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 (τ) 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). enda-benda yang mempunyai elastisitas atau sifat elastis seperti karet gelang, pegas, plat logam, dan sebagainya disebut benda elastis.

2 E = F L A L Tegangan Tegangan atau stress (τ) didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F dengan luas penampang kawat A. jadi, tegangan (τ) dapat ditulis manjadi: Regangan τ = F A Regangan strain atau (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang L dengan panjang awal l0. Jadi, regangan (e) dapat ditulis menjadi: e = L Lo Modulus Elastisitas Modulus Elastisitas atau Modulus Young (E) sebatang logam didefinisikan sebagai perbandingan antara (τ) dan regangan (e) logam itu. Jadi, Modulus Elastisitas dapat ditulis menjadi: E = τ e E = F/A L/L Tetapan Gaya pada enda Elastis Menurut hukum Hooke yang menyatakan gaya yang bekerja pada sebuah batang akan mengakibatkan perubahan panjang atau pelengkungan pada batang tesebut selama dalam batas elastisitasnya. Yang dinyatakan dengan: F = k x Setelah mengetahui hubungan antara gaya tarik dengan Modulus Elastisitas E yang dinyatakan dalam persamaan: E = F L A L Dengan mensubstitusikan persamaan modulus elastisitas E ke dalam persamaan hukum Hooke, maka didapatkan: F L = E A Lo F = ( AE Lo ) L ila,, F = k x, maka akan diperoleh rumus umum tetapan gaya benda elastis k: k = AE Lo

3 esarnya pelengkunghan pada batang bergantung pada besarnya gaya yang bekerja, ukuran batng dan elastisitas dari batang tersebut. Pada gambar berikut ini diperlihatkan berbagai stress yang bekerja pada batang beserta perubahan yang diakibatkannya. Dari gambar diatas didapatkan persamaan: Dimana: f = L3 4Ebh 3 dengan: = m g Gambar 1 Simpangan pelengkungan pada batang logam diatas didapatkan persamaannya sebagai berikut: f = L3 Ebh 3 dengan = m g f L E b h m g = simpangan pelenturan batang = jarak dari tumpuan ke tumpuan = Modulus Elastisitas batang = lebar batang = berat beban = tebal batan = massa beban = percepatan gravitasi Untuk pelenturan batang yang digantung pada dua tiang adalah: Gambar 2 Metode Penelitian Dalam percobaan ini menggunakan metode eksperimen, dengan melakukan percobaan di laboratorium fisika dasar. Dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Menyiapkan alat dan bahan yang telah disediakan. 2. Menyusun alat percobaan 3. Melakukan pengecekan alat 4. Melakukan percobaan

4 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. Hasil dan Pembahasan Dalam percobaan mendapatkan data yang terdapat pada table : esi No eban ( gr ) Penambahan ( cm ) Pengurangan (cm) 1. 53,03 0, ,95 0, ,98 1, ,70 1, , ,70-1, ,98-1, ,95-0, ,03-0,4 Hasil No Rata-Rata (cm) 1. 0,4 2. 0,1 3. 0,7 4. 0,4 5. 0,4 6. 0,5 7. 0,4 8. 0,4 9. 0,3 No F F² 1. 0,4 0, ,1 0, ,7 0, ,4 0, ,4 0, ,5 0, ,4 0, ,4 0, ,3 0,9 3, Simpangan pelengkungan data ( F ) pada logam besi F = 0,4 cm E = 4,89 N/m² Kesimpulan 1. Penambahan panjang itu sebanding dengan berat beban. 2. erat beban untuk menambah panjang dengan pertambahan

5 tertentu, sebanding dengan luas penampang kawat. 3. Dengan berat beban tertentu penambahan panjang sebanding dengna panjang kawat mula-mula. 4. esarnya 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 ina Cipta.