PERCOBAAN ELASTISITAS BATANG

A. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini yaitu :

1. Mengetahui faktor-faktor yang menentukan nilai Modulus Elastisitas atau Modulus Young.

2. Mengetahui nilai Modulus Elastisitas Kayu.

B. Teori Dasar

Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan. Seperti pada sebuah pegas yang digantungi dengan beban, akan kembali ke bentuk semula jika beban tersebut kita ambil kembali. Contoh lainnya adalah ketapel dan karet gelang, jika kita rentangkan maka akan terjadi penambahan panjang pada kedua benda tersebut tetapi jika gaya yang bekerja pada kedua benda tersebut dihilangkan maka benda tersebut akan kembali ke bentuk semula.

Sebuah benda dapat dikatakan elastisitas sempurna jika gaya penyebab perubahan bentuk hilang maka benda akan kembali ke bentuk sempurna. Benda yang elastis sempurna yaitu mempunyai batas-batas deformasi yang disebut limit elastik sehingga jika melebihi dari limit elastik maka benda tidak akan kembali ke bentuk semula. Benda yang tidak elastis adalah benda yang tidak kembali ke bentuk semula saat gaya dilepaskan, misalnya saja adonan kue. Bila kita menekan adonan kue, bentuknya akan berubah, tetapi saat gaya dilepaskan dari adonan kue maka adonan tidak dapat kembali ke bentuk semula.

Tegangan / stress (𝜎) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda (𝐹) dan luas penampang benda (𝐴). Secara matematis dirumuskan 𝜎 = 𝐹 / 𝐴.

Regangan / strain (𝜀) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambamhan panjang (𝛥𝑙) dan panjang batang mula-mula (𝑙). Secara matematis dirumuskan 𝜀 = 𝛥𝑙 / 𝑙.

Karakteristik hubungan tegangan dan regangan untuk tiap benda umumnya berbeda, tergantung pada jenis dan sifat benda. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda disebut Modulus Elastisitas atau Modulus Young dan dinyatakan dengan simbol 𝐸. Secara matematis dirumuskan.

Atau dapat dirumuskan sebagai berikut.

Dengan :

𝐸 = Modulus Elastisitas atau Modulus Young (N/m²)

𝐵 = Berat benda (N)

𝑚 = Massa benda (kg)

𝑔 = Percepatan gravitasi (m/s²)

𝐿 = Panjang batang antara dua tumpuan (m)

𝑓 = pelenturan (m)

𝑏 = lebar batang (m)

𝘩 = tebal batang (m)

C. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan :

1. Batang yang akan diteliti.

2. Perangkat penopang.

3. Perangkat baca.

4. Perangkat beban.

5. Beban.

6. Mistar.

7. Jangka sorong.

8. Mikrometer sekrup.

D. Prosedur Percobaan

Berikut ini prosedur pada percobaan :

1. Mengukur lebar dan tebal batang di beberapa tempat sebanyak 10 kali pengukuran.

2. Mengukur jarak antar dua bilah penopang (100 cm).

3. Meletakkan batang di atas penopang dengan jarak yang seimbang.

4. Meletakkan perangkat beban pada titik tengah batang dan memasang perangkat baca pada meja.

5. Memasang beban secara berturut-turut dengan beban yang tersedia, kemudian mencatat penurunan titik tengah batang dari tiap keping bebannya.

6. Setelah semua penurunan titik tengah tercatat, mengangkat satu per satu beban dari batang dan mencatat data kenaikan titik tengah batang di perangkat baca.

7. Mengulangi percobaan dengan mengubah jarak antar bilah penopang (120 cm).

E. Data Percobaan

Note :

- Ketebalan batang diukur menggunakan mikrometer sekrup.

- Lebar batang diukur menggunakan jangka sorong.

F. Pengolahan dan Perhitungan Data

Dari data di atas, maka akan diperoleh nilai 𝐸 (Modulus Elastisitas atau Modulus Young) yaitu :

G. Kesimpulan dan Saran

Dalam percobaan ini dapat disimpulkan sebagai berikut.

1. Modulus Young dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu massa beban, tebal dan lebar batang, jarak antar bilah, dan penurunan atau kenaikan titik tengah batang.

2. Nilai Modulus Young yang diperoleh dari percobaan yaitu 1,91 x 10¹⁰ - 6,56 x 10¹⁰ N/m².

Dalam percobaan ini dapat disarankan sebagai berikut.

1. Lebih teliti dalam membaca hasil pengukuran kenaikan dan penurunan titik tengah batang.

2. Meletakkan batang yang diukur dengan jarak yang setimbang.

H. Daftar Pustaka

Giancoli. 1999. Fisika. Jakarta : Erlangga.

Halliday dan Resnik. 1994. Fisika. Jakarta : Erlangga.

Sears, Zemansky. 1991. Fisika Untuk Universitas Jilid 1. Jakarta : PT Bina Cipta.

Sudajo. 1996. Fisika Dasar Jilid 1. Bandung : ITB.

Tipler. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga.