BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan disajikan landasan teori dan literatur yang berkaitan, yang digunakan sebagai acuan dalam penelitian ini. 2.1 Stik Golf Pada dasarnya ada tiga jenis stik golf, yaitu wood, iron dan putter. Setiap stik golf dirancang untuk jenis pukulan dengan jarak tertentu. Ada pun bagianbagian stik golf dapat kita lihat pada gambar 2.1. Pegangan stik Tangkai stik Kepala stik
Gambar 2.1 stik golf wood 2.1.1 Istilah-istilah Dalam Permainan Golf Sebagai awalan untuk mengenal golf, harus mengetahui beberapa istilah yang biasa digunakan dalam permainan golf. Berikut ini akan diterangkan beberapa istilah dalam permainan golf. 1. Golf course adalah lapangan golf 2. Tee shot adalah pukulan pertama dari teeing ground. Tee shot biasanya dilakukan dengan menggunakan driver (misalnya 1-wood) untuk hole yang panjang atau iron pada hole yang lebih pendek. 3. Fairway shot, di mana stik golf jenis iron atau wedge biasa digunakan untuk melakukan pukulan ini. 4. Bunker shot. Pukulan ini dilakukan jika bola mendarat di atas bunker. Pukulan ini biasanya menggunakan sand wedge. 5. Punch atau knockdown adalah pukulan rendah yang dilakukan untuk menghindari cabang pohon atau angin yang kuat di atas. 6. Putting adalah pukulan yang dilakukan di atas green dan menggunakan putter dan bagi sebagian besar pegolf merupakan pukulan tersulit. 7. Teeing ground adalah tempat mulai pukulan pertama. 8. Grass adalah daerah sekitar lubang tempat bola masuk. 9. Hole atau cup adalah lubang tempat bola masuk, selalu berada di grass dan harus berdiameter 108 mm (4.25 in.) 10. Club adalah stik golf.
11. Approach shot adalah pukulan yang dilakukan untuk mendekatkan bola ke green. Pukulan ini biasanya dilakukan pada jarak yang sedang atau dekat. Tipe approach shot terdiri dari 3 jenis: a. Pitch adalah approach shot yang menerbangkan bola ke atas green atau dekat green. Pitch shot biasa dilakukan dengan menggunakan iron 6 hingga lob wedge. b. Flop adalah approach shot yang lebih tinggi lagi dan langsung berhenti sesaat setelah menghantam tanah. Pukulan ini dilakukan ketika pemain harus menghadapi rintangan untuk mencapaigreen. Flop biasa dilakukan dengan menggunakan stik golf sand wedge atau lob wedge. c. Chip adalah approach shot yang rendah ketika bola terbang rendah dan kemudian bergulir mengarah ke green. 12. Fairway adalah rumput tempat mendarat, dipotong pendek sehingga bola mudah untuk dipukul. 13. Rough adalah daerah yang rumputnya lebih panjang daripada di fairway sehingga bola sulit untuk dipukul. 14. Hazards adalah rintangan, water hazards seperti sungai, danau dan bunkers yang merupakan suatu cekungan berisi pasir. 15. Par adalah jumlah pukulan maksimum yang harus dipenuhi para golfer di setiap hole, dalam golf biasanya suatu hole memiliki par 3, 4 atau 5. (sumber: Wikipedia, 2013) 2.1.2 Wood
Wood adalah stik panjang dengan tiang kecil yang digunakan untuk jarak yang lebih jauh. Stik wood terbagi jadi tiga nomor dan sesuai dengan jarak pukulannya. Produsen saat ini hanya menggunakan stik yang terbuat dari material grafit untuk tangkai dan material titanium untuk kepala stik. Wood biasanya terdiri dari driver dan tangkai wood. Untuk lebih jelasnya stik wood ditunjukkan pada gambar 2.2. Gambar 2.2 Stik golf wood. 2.1.3 Iron
Stik iron biasanya digunakan untuk jarak pendek. Stik iron biasanya terdiri dari 3-9 iron untuk wedge pasir dan wedge pitching. Stik iron di rancang untuk pukulan jarak pendek. Untuk lebih jelasnya stik iron ditunjukkan pada gambar 2.3. Gambar 2.3 Stik iron 3-9. 2.1.4 Putter Stik putter digunakan di green dan finishing hole. Pada dasarnya, putter digunakan untuk memasukan bola ke dalam lubang. Untuk lebih jelasnya stik putter ditunjukkan pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Stik putter. 2.1.5 Mekanika Ayunan Stik Golf Gerakan ayunan stik golf yang tepat, memiliki dampak yang besar pada permainan golf. Ayunan stik golf memiliki mekanika fisika tertulis dan merupakan contoh yang bagus dari sudut gerak. Ayunan memutar menghasilkan torsi pada stik. Hal ini memaksa perubahan torsi kecepatan sudut stik, menyebabkan rotasi, sehingga kunci untuk mendapat pukulan bola yang jauh terletak pada kecepatan kepala stik dan pada bola akan mengalami impak geser. Semakin cepat kepala stik diayun, maka semakin besar jumlah energi kinetik yang akan ditransfer dari kepala ke bola karena energi kinetik sebanding dengan massa dari kepala dan kuadrat kecepatannya. Pada Gambar 2.5 kita dapat melihat lintasan pukulan stik golf wood (driver) (a), lintasan pukulan stik golf iron 6 (b), dan lintasan pukulan stik golf putter(c).
(a) (b) Gambar 2.5 (a) lintasan pukulan stik golf wood, (b) lintasan pukulan stik golf iron (c) Gambar 2.5 ( (c) lintasan pukulan stik golf putter. 2.1.6 Data Primer Permainan Golf
Kecepatan bola golf lebih tinggi dari pada kecepatan kepala stik pada saat impak. Cochran dan Stobbs (1968) melaporkan bahwa pegolf dunia mempunyai kecepatan kepala stik 272,2 m/s. Kecepatan ini sama dengan 160,9 km/h. Kecepatan bola selanjutnya adalah 362 m/s. Perbedaan kecepatan ini diakibatkan karena massa bola yang lebih kecil. Fakta menunjukkan bahwa bola menjadi rata permukaannya pada saat impak, dan selama waktu 0,0005 detik (500 µs) kontak dengan bola elastis yang lepas dari kepala stik. Waktu impak hampir sama untuk seluruh pukulan, bahkan untuk putting. 2.1.7 Pemodelan Ayunan Stik Pada gambar 2.6, ditunjukkan gerakan dalam permainan golf, dimulai dari backswing sampai pada downswing oleh pegolf professional. Pemodelan yang digunakan untuk menganalisis gerakan ini didasarkan pada pendulum ganda. (a) (b)
(c) (d) Gambar 2.6 pemodelan ayunan pukulan (a) pada awal downswing, (b) pada titik rilis, (c) setelah melepaskan club dan (d) pada saat terjadi impak Dasar untuk model pendulum ganda berasal dari praktek modern, yaitu menjaga lengan kiri (untuk pegolf tangan kanan) lurus selama ayunan ke bawah. Gerakan lengan dan stik selama melakukan ayunan stik dapat di lihat pada gambar 2.7. Gambar 2.7. Model ganda pendulum dari ayunan golf, (a) pada awal downswing, (b) pada titik rilis, (c) setelah melepaskan club dan (d) pada saat terjadi impak..
Dengan asumsi, di mana batang dan gagang pada massa tertentu diabaikan, nilai massa dari kepala stik akan menjadi acuan pehitungan gaya dorong. (2.1) m = ρ x V Nilai gaya dorong (F) stik dapat diperoleh dari perhitungan massa (m) dikali dengan percepatan (a). Dapat dihitung dengan persamaan: (2.2) F = m x a 2.2 Material Stik Golf Pada saat ini, material yang sedang dikembangkan untuk membuat stik golf adalah karet untuk pegangan stik, grafit untuk tangkai stik dan titanium untuk kepala stik. 2.2.1 Grafit Grafit adalah suatu modifikasi dari karbon dengan sifat yang mirip logam (pengantar panas dan listrik yang baik). Di samping tidak cukup padat, grafit tidak terdapat dalam jumlah bayak di alam. Pembuatan: grafit alam atau grafit yang di buat dari kokas di perkecil ukurannya, dicampur dengan ter atau resin sintetik, kemudian dipanaskan sehingga membentuk padatan(sintering)dalam 105 cetakan. Pemanasan yang dilakukan sekali lagi sampai temperatur 3000 o C akan menghasilkan lebih banyak grafit(grafit elektro).
Sifat grafit adalah pengantar listrik dan panas yang cukup baik tetapi bersifat rapuh. Grafit merupakan konduktor listrik yang bisa digunakan sebagai material elekroda pada sebuah lampu listrik (Rukihati, 1986). Ditinjau dari segi ketahanan terhadap korosi, grafit merupakan bahan yang bidang penggunaannya sangat luas. Bahan tersebut tahan terhadap semua asam dan sebagian besar basa hingga di atas 100 o C (Wikipedia, 2012). Data mekanik dari grafit bisa dilihat dari tabel 2.1. Tabel 2.1 Karakteristik mekanik grafit Sifat mekanik Besaran Satuan Kekuatan tarik 2 Kgf/mm 2 Massa jenis 2,2 Kg/dm 3 Kekerasan 1 HB Sumber: Wikipedia, 2012 2.2.2 Titanium Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel priodik yang memiliki simbol Ti dan nomor 22. Dia merupakan logam transisi yang kuat, ringan,berkilau, tahan korosi. Titanium dihargai lebih mahal dari emas karena sifat-sifatnya. Ada dua bentuk alotropidan lima isotop alami dari unsur ini; Ti-46, Ti-50, dengan Ti-48 yang paling bayak terdapat di alam (73,8%). Sifat titanium mirip dengan zirkonium secara kimia maupun fisika (Wikipedia, 2012).
Data mekanik titanium dapat dilihat dari tabel 2.2. Tabel 2.2 karakteristik mekanik titanium Sifat mekanik Besaran Satuan Modulus young 116 Gpa Massa jenis 4.506 g/cm 3 Kekuatan tarik 44 Gpa Sumber: Wikipedia, 2012 Keuntungan titanium, sebagai berikut: 1. Salah satu karakteristik titanium yang paling terkenal adalah dia sama kuat dengan baja tapi hanya 60% dari berat baja. 2. Kekuatan lelah (fatigue strength) yang lebih tinggi dari pada paduan aluminium. 3. Tahan suhu tinggi. Ketika temperatur pemakaian melebihi 150 o C maka dibutuhkan titanium karena aluminium akan kehilangan kekuatannya secara nyata. 4. Tahan korosi. Ketahanan korosi titanium lebih tinggi dari pada aluminium dan baja. 5. Dengan rasio berat- kekuatan yang lebih rendah daripada aluminium, maka komponen yang terbuat dari titanium membutuhkan ruang yang lebih sedikit di bandingkan aluminium (campbell, 2006) 2.3 Pengujian Stik Golf
Pengujian club dianjurkan untuk menjaga kualitas terhadap pesaing di pasar yang sama dengan produk anda. Panjang dan berat ayunan juga harus dipertimbangkan. Pengujian terdiri dari membandingkan club dengan menekan masing-masing pada kaki, pusat dan tumit club. Off data hit center memberikan informasi mengenai hilangnya jarak dan akurasi. Selain itu, data ini dapat memberikan informasi tentang bobot dari club dan efek gigi nya. Pengujian poros merupakan bagian penting dari pengujian bobot. Melalui pengujian poros, klien dapat membandingkan manfaat dari berbagai jenis bahan. Berikut ini adalah daftar program untuk pengujian poros: a. Tip Prosedur Untuk Lintasan Optimal Bentuk pengujian ini digunakan untuk menentukan dengan tepat bagaimana poros harus berujung untuk mengoptimalkan lintasan. b. Jarak Karakteristik Dengan pengujian club pada kecepatan yang berbeda klien akan dapat melihat hubungan antara karakteristik lentur dari poros dan pola jarak pada kecepatan yang ditetapkan. Ini akan memungkinkan anda untuk menentukan panjang dari sebuah club didasarkan pada poros. c. Karakteristik Dispersi Dengan pengujian club pada kecepatan yang berbeda klien akan dapat melihat hubungan antara karakteristik torsi poros dan pola dispersi pada kecepatan yang ditetapkan. Ini akan memungkinkan anda untuk menentukan akurasi dari club didasarkan pada poros.
d. Jarak vs Kecepatan Kedua grafit dan poros baja memiliki rentang kecepatan di mana mereka mencapai jarak optimal dan dispersi dalam kaitannya dengan kepala club. Kecepatan pengujian akan mengevaluasi kinerja poros ini pada berbagai kecepatan untuk mengoptimalkan club untuk berbagai kecepatan. Untuk menguji poros dianjurkan bahwa kepala yang sama dapat digunakan pada semua club diuji. Kepala ini, dan club, harus diperiksa untuk loft mereka, lie, panjang, berat, tonjolan, dan roll. Dengan cara itu anda telah mengisolasi poros sebagai variabel yang anda periksa. Setelah ini dicapai kita dapat mengevaluasi poros berdasarkan jarak (panjang), dispersi (akurasi), lintasan, dan kecepatan kepala club. 2.4 Sifat Sifat Material Secara garis besar, material mempunyai sifat-sifat yang mencirikannya, pada bidang teknik mesin umumnya sifat tersebut dibagi menjadi tiga sifat. Sifat-sifat itu akan mendasari dalam pemilihan material, sifat tersebut adalah sifat mekanik, sifat fisik, dan sifat teknologi. 2.4.1. Sifat Mekanik Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktor terpenting yang mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan. Sifat mekanik dapat diartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan, dapat berupa gaya, torsi atau gabungan keduanya. Dalam prakteknya pembebanan pada material terbagi dua yaitu beban statik dan beban dinamik. Perbedaan antara
keduanya hanya pada fungsi waktu dimana beban statik tidak dipengaruhi oleh fungsi waktu sedangkan beban dinamik dipengaruhi oleh fungsi waktu. Untuk mendapatkan sifat mekanik material, biasanya dilakukan pengujian mekanik. Pengujian mekanik pada dasarnya bersifat merusak (destructive test), dari pengujian tersebut akan dihasilkan kurva atau data yang mencirikan keadaan dari material tersebut. Setiap material yang diuji dibuat dalam bentuk sampel kecil atau spesimen. Spesimen pengujian dapat mewakili seluruh material apabila berasal dari jenis, komposisi dan perlakuan yang sama. Pengujian yang tepat hanya didapatkan pada material uji yang memenuhi aspek ketepatan pengukuran, kemampuan mesin, kualitas atau jumlah cacat pada material dan ketelitian dalam membuat spesimen. Sifat mekanik tersebut meliputi antara lain: kekuatan tarik, ketangguhan, kelenturan, keuletan, kekerasan, ketahanan aus, kekuatan impak, kekuatan mulur, kekeuatan leleh dan sebagainya. Sifar-sifat mekanik material yang perlu diperhatikan: 1. Tegangan yaitu gaya diserap oleh material selama berdeformasi persatuan luas. 2. Regangan yaitu besar deformasi persatuan luas. 3. Modulus elastisitas yang menunjukkan ukuran kekuatan material. 4. Kekuatan yaitu besarnya tegangan untuk mendeformasi material atau kemampuan material untuk menahan deformasi. 5. Kekuatan luluh yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk mendeformasi plastis. 6. Kekuatan tarik adalah kekuatan maksimum yang berdasarkan pada ukuran mula.
7. Keuletan yaitu besar deformasi plastis sampai terjadi patah. 8. Ketangguhan yaitu besar energi yang diperlukan sampai terjadi perpatahan. 9. Kekerasan yaitu kemampuan material menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi pada permukaan. 2.4.2. Sifat Fisik Sifat penting yang kedua dalam pemilihan material adalah sifat fisik. Sifat fisik adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisik material antara lain : temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik. Struktur material sangat erat hubungannya dengan sifat mekanik. Sifat mekanik dapat diatur dengan serangkaian proses perlakukan fisik. Dengan adanya perlakuan fisik akan membawa penyempurnaan dan pengembangan material bahkan penemuan material baru. 2.4.3. Sifat Teknologi Selanjutnya sifat yang sangat berperan dalam pemilihan material adalah sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses pembentukan, misalnya dengan pengerolan atau penempaan. Produk dengan bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran. Sifat-sifat teknologi diantaranya sifat mampu las, sifat mampu cor, sifat mampu mesin dan sifat mampu bentuk. Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu sendiri.
2.4.4 Kekerasan Kekerasan adalah ukuran ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis lokal. Nilai kekerasan tersebut dihitung hanya pada tempat dilakukannya pengujian tersebut (lokal), sedangkan pada tempat lain bisa jadi kekerasan suatu material berbeda dengan tempat yang lainnya. Tetapi nilai kekerasan suatu material adalah homogen dan belum diperlakupanaskan secara teoritik akan sama untuk tiap-tiap titik. Pengujian kekerasan sering sekali dilakukan karena mengetahui kekerasan suatu material maka (secara umum) juga dapat diketahui beberapa sifat mekanik lainnya, seperti kekuatan. Pada pengujian kekerasan dengan metoda penekanan, penekan kecil (identor) ditekankan pada permukaan bahan yang akan diuji dengan penekanan tertentu. Kedalaman atau hasil penekanan merupakan fungsi dari nilai kekerasan, makin lunak suatu bahan makin luas dan makin dalam akibat penekanan tersebut, dan makin rendah nilai kekerasannya. 2.4.5 Uji Tarik Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjang yang dialami benda uji dengan extensometer. Tegangan yang didapatkan dari kurva tegangan teoritik adalah tegangan yang membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tersebut diperoleh dengan cara membagi beban dengan luas awal penampang lintang benda uji itu.
σ = P / A o (2.3) Regangan yang didapatkan adalah regangan linear rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan (gage length) benda uji (δ atau L), dengan panjang awal. e = δ/ L o = L/ L o = ( L - L o ) / L o (2.4) Karena tegangan dan regangan dipeoleh dengan cara membagi beban dan perpanjangan dengan faktor yang konstan, kurva beban perpanjangan akan mempunyai bentuk yang sama seperti pada gambar 2.8. Kedua kurva sering dipergunakan. Gambar 2.8 Kurva Tegangan Regangan teknik (σ - ε) Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakukan panas, deformasi plastis yang pernah dialami, laju regangan, temperatur, dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian.
Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva teganganregangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan, dan pengurangan luas. Parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan yang kedua menyatakan keuletan bahan. 2.4.6 Kekuatan Tarik Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strenght), adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan material. Untuk logam ulet, kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban lmaksimum, diman logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Pada tegangan yang lebih komplek, kaitan nilai tersebut dengan kekuatan logam, kecil sekali kegunaannya. Kecenderungan yang banyak ditemui adalah, mendasarkan rancangan statis logam ulet pada kekuatan luluhnya. Tetapi karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dipakai. Kekuatan tarik adalah besarnya beban maksimum dibagi dengan luas penampang lintang awal benda uji. σ u = P maks / A o (2.5) Korelasi emperis yang diperluas antar kekuatan tarik dengan sifat mekanik lainnya seperti kekerasan dan kekuatan lelah, sering dipergunakan. Hubungan tersebut hanya terbatas pada hasil penelitian beberapa jenis material. 2.4.7 Kekuatan Luluh
Kekuatan luluh menyatakan besarnya tegangan yang dibutuhkan tegangan yang dibutuhkan untuk berdeformasi plastis material. Pengukuran besarnya tegangan pada saat mulai terjadi deformasi plastis atau batas luluh, tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar material mengalami perubahan sifat dari elastis menjadi plastis, yang berlangsung sedikit demi sedikit dan titik saat deformasi plastis mulai terjadi, sukar ditentukan secara teliti. Sehingga kekuatan luluh sering dinyatakan sebagai kekuatan luluh offset, yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan (regangan offset). Kekuatan luluh offset ditentukan tegangan pada perpotongan antara kurva tegangan-regangan dengan garis sejajar dengan kemiringan kurva pada regangan tertentu, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.8. Di Amerika Serikat regangan offset ditentukan sebesar 0,2 atau 0,1 % ( e = 0,002 atau 0,001 mm/mm). (2.6) σ y = P (offset) / A o
Gambar 2.8 Kurva tegangan regangan yang mengindikasikan kriteria luluh Beberapa bahan pada dasarnya tidakmempunyai bagian linear pada kurva tegangan-regangan, misalnya tembaga lunak atau besi cor kelabu. Untuk bahanbahan tersebut, metode offset tidak dapat digunakan dan untuk pemakaian praktis, kekuatan luluh didiefinisikan sebagai tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan regangan total tertentu, misalnya e = 0,5%. 2.4.8 Keuletan Keuletan adalah suatu besaran kualitatif dan sifat subyektif suatu bahan, yang secara umum pengukurannya dilakukan untuk memenuhi tiga kepentingan, yaitu: 1. Menyatakan besarnya deformasi yang mampu dialami suatu material, tanpa terjadi patah. Hal ini penting untuk proses pembentukan logam, seperti pengerolan dan ekstruksi.
2. Menunjukkan kemampuan logam untuk mengalir secara plastis sebelum patah.keuletan logam yang tinggi menunjukkan kemungkinan yang besar untuk berdeformasi secara lokal tanpa terjadi perpatahan. 3. Sebagai petunjuk adanya perubahan kondisi pengolahan. Ukuran keuletan dapat digunakan untuk memperkirakan kualitas suatu bahan, walaupun tidak ada hubungan langsung antara keuletan dengan perilaku dalam pemakaian bahan. Cara untuk menentukan keuletan yang diperoleh dari uji tarik adalah regangan teknis pada saat patah (e f ), yang biasa disebut perpanjangan dan pengukuran luas penampang pada patahan (q). Kedua sifat ini didapat setelah terjadi patah, dengan cara menaruh benda uji kembali, kemudian diukur panjang akhir benda uji (L f ) dan diameter pada patahan (D f ), untuk menghitung luas penampang patahan (A f ). (2.7) e f = ( L f L o ) / L o q = ( A o A f ) / A o (2.8) Baik perpanjangan maupun pengurangan luas penampang, biasanya dinyatakan dalam persentase. Karena cukup besar bagian deformasi plastis yang akan terkonsentrasi pada daerah penyempitan setempat, maka harga e f akan bergantung pada panjang ukur awal (L o ). Makin kecil panjang ukur, makin besar pengaruhnya pada perpanjangan keseluruhan. Oleh karena itu bila diberikan harga persentase perpanjangan, maka panjang ukur L o akan selalu disertakan. 2.4.9 Modulus Elastisitas ( E )
Gradien bagian linear awal kurva tegangan-regangan adalah modulus elastisitas atau modulus Young. Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu bahan. Makin besar modulus elastisitas makin kecil regangan elastis yang dihasilkan akibat pemberian tegangan. Modulus elastisitas dirumuskan seperti persamaan 2.8. E = σ / e (2.9) Modulus elastisitas biasanya diukur pada temperatur tinggi dengan metode dinamik. 2.4.10Kelentingan (Resilience) Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu berdeformasi secara elastis dan kembali kebentuk awal apabila bebannya dihilangkan. Kelentingan biasa dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yaitu energi regangan tiap satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol hingga tegangan luluh. Modulus kelentingan (Resilience Mudulus) dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.8. U R = σ 2 o / 2E (2.10) 2.4.11 Ketangguhan (Toughness) Ketangguhan adalah jumlah energi yang diserap material sampai terjadi patah, yang dinyatakan dalam Joule. Energi yang diserap digunakan untuk berdeformasi, mengikuti arah pembebanan yang dialami. Pada umumnya ketangguahan menggunakan konsep yang sukar dibuktikan atau didefinisikan..terdapat beberapa pendekatan matematik untuk menentukan luas
daerah dibawah kurva tegangan-regangan. Untuk logam-logam ulet mempunyai kurva yang dapat didekati dengan persamaan-persamaan berikut: U T σ u.e f (2.11) U T ( σ o + σ u ) e f / 2 (2.12) U T 2/3 ( σ u ) e f (2.13) 2.4.12 Kurva Tegangan Regangan Sesungguhnya Kurva tegangan regangan teknik, seperti pada gambar 2.9, tidak memberikan indikasi karekteristik deformasi yang sesungguhnya, karena kurva tersebut semuanya berdasarkan pada dimensi awal benda uji, sedangkan selama pengujian terjadi perubahan dimensi. Pada tarik untuk logam liat, akan terjadi penyempitan setempat pada saat beban mencapai harga maksimum. Karena pada tahap ini luas penampang lintang benda uji turun secara cepat, maka beban yang dibutuhkan untuk melanjutkan deformasi akan segera mengecil. Gambar 2.9 Perbandingan antara kurva tegangan regangan teknik
Kurva tegangan regangan teknik juga menurun setelah melewati beban maksimum. Keadaan sebenarnya menunjukkan, logam masih mengalami pengerasan regangan sampai patah sehingga tegangan yang dibutuhkan untuk melanjutkan deformasi juga bertambah besar. Tegangan yang sesungguhnya (σ s ) adalah beban pada saat manapun dibagi dengan luas penampang lintang benda uji, A o dimana beban itu bekerja (Haliday, 1985). 2.5 Ayunan Bandul Sederhana Pada gambar 2.10 ditunjukkan gerakan bandul sederhana. Gambar 2.10 Gerakan bandul sederhana Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan maka benda akan dian dititik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak keb, C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan katalain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan.dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galileo Galilei, bahwa perioda (lama gerak osilasi satu ayunan, T) dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatangravitasi.gerak osilasi (getaran) yang
populer adalah gerak osilasi pendulum (bandul). Pendulumsederhana terdiri dari seutas tali ringan dan sebuah bola kecil (bola pendulum) bermassa m yangdigantungkan pada ujung tali, gaya gesekan udara kita abaikan dan massa tali sangat kecil sehingga dapat diabaikan relatif terhadap bola. Dengan bandulpun kita dapat mengetahui grafitasi di tempat bandul tersebut diuji.bandul sederhana adalah sebuah benda kecil, biasanya benda berupa bola pejal,digantungkan pada seutas tali yang massanya dapat diabaikan dibandingkan dengan massa bola dan panjang bandul sangat besar, dibandingkan dengan jari-jari bola. Ujung lain talidigantungkan pada suatu penggantung yang tetap, jika bandul diberi simpangan kecil. dan kemudian dilepaskan, bandul akan berosilasi (bergetar) di antara dua titik, misalnya titik A dan B, dengan periode T yang tetap. Seperti sudah dipelajari pada percobaan mengenai, getaran, satugetaran (1 osilasi) didefinisikan sebagai gerak bola dari A ke B dan kembali ke A, atau dari B kea dan kembali ke B, atau gerak dari titik A ke B dan kembali ke titik O. Ada beberapa parameter (atau variabel) pada bandul, yaitu periodenya (T), ), massa bandul (m), dan simpangan sudut (O) panjangnya (l) (Wiliam, 1986).