Bab I.docx

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Modulus Young dapat diartikan secara sederhana, yaitu adalah hubungan besaran tegangan tarik dan regangan tarik. Lebih jelasnya adalah perbandingan antara tegangan tarik dan regangan tarik. Modulus Young sangat penting dalam ilmu fisika karena setelah mempelajarinya, kita bisa menggunakannya untuk menentukan nilai kelastisan dari sebuah benda. Karena dirasa penting bagi mahasiswa untuk mengetahui dan menguasainya, dilakukanlah sebuah praktikum untuk memperdalam materi fisika tentang Modulus Young. Selanjutnya, untuk melengkapi praktikum tersebut, disusunlah laporan praktikum itu. Isi dari laporan ini tak lain adalah tinjauan pustaka yang berisi teori-teori Modulus Young, tujuan praktikum, hasil-hasil pengamatan dan pembahasan hal-hal yang telkah terjadi dalam praktikum. Tujuan lain dari laporan ini adalah memenuhi salah satu tugas dari mata kuliah fisika dasar.

Tujuan

Adapun tujuan utama dari dilaksanakannya praktikum Modulus Young ini adalah sebagai berikut: Menyelesaikan soal-soal sehubungan dengan penerapan Modulus Young. Menentukan Modulus Young suatu bahan.

BAB II PEMBAHASAN

Modulus young ( modulus young ) merupakan besaran yang menyatakan sifat elastis suatu bahan tertentu dan bahan menunjukkan langsung seberapa jauh sebuah batang atau kabel atau pegas yang bersangkutan mengalami perubahan akibat pengaruh beban f = kx. Konstanta k atau perbandingan gaya terhadap perpanjangan disebaut konstanta gaya atau kekuatan pegas. Bilangannya sama dengan gaya yang diperlukan untuk menghasilkan perpanjangan satuan ( Zemansky, 1982 : 261-262 ). Menurut Hooke, regangan sebanding dengan tegangannya,dimana yang dimaksud dengan regangan adalah presentasi perubahan dimensi. Tegangan adalah gaya-gaya yang merenggang persatuan luas pemampang yang dikenainya ( Soedojo, 2004 : 33 )

Besarnya gaya yang diberikan pada benda memiliki batas-batas tertentu. Jika gaya sangat besar maka regangan benda sangat besar sehingga akhirnya benda patah. Sesuai dengan Hukum Hooke, yang berbunyi “ Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus ( sebanding ) dengan gaya tarik “ ( Young, 2002 ).

Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang diberikan pada benda dihentikan. Dengan kata lain, semakin besar gaya tarik semakin besar pertambahan panjang pegas. Perbandingan besar gaya tarik ( F ) terhadap pertambahan panjang pegas yang bernilai konstan. Sesuai dengan rumus yang dikemukakan oleh Robert Hooke dan dikenal dengan hukum hooke,yaitu sebagai berikut : F∕∆x=k,f=∆x=k ( Anonim,2012 ).

Pada Praktikum kali ini membahas mengenai modulus young,yang bertujuan untuk memahami sifat elastisitas bahan dan menentukan modulus young dari logam dengan cara

lenturan. Pada praktikum ini berorientasi pada sifat elastisitas. Sifat elastisitas adalah sifat dimana benda kembali pada ukuran dan bentuk awalnya. Ketika gaya-gaya yang mengubah bentuknya dihilangkan sifat elastisitas memiliki batas elastis,yaitu batas suatu benda untuk kembali ke bentuk semula(mendeformasikan). Bila melewati batas ini, benda tidak akan kembali ke keadaan semula secara sempurna. Untuk memahami sifat elastisitas,pada praktikum kali ini digunakan kawat berbahan nikel dan digantungkan beban pada kawat tersebut. Hasil dari praktikumyang telah dilakukan adalah semakin berat massa beban yang digantungkan,maka semakin pendek dan semakin kecil diameter pada kawat tersebut.

Tetapi pada teorinya bahwa semakin berat massa beban yang digantungkan,maka semakin panjang serta semakin kecil diameter pada kawat tersebut. Sebaliknya semakin kecil massa beban yang digantungkan,maka semakin pendek dan semakin besar diameter pada kawat tersebut. Dalam menentukan modulus young,diperlukantegangan dan regangan. Dalam praktikum kali ini didapatkan nilai tegangna yaitu 40,51 N/m2,81,03 N/m2,121,54N/m2,162,05 N/m2 ini data penambahan beban. Data pengurangan beban didapatkan nilai tegangan yaitu 172,61 N/m2,129,54 N/m2,86,31 N/m2,43,15 N/m2. Pada regangan didapatkan nilai dalam data penambahan beban yaitu 0,06,0,113,0,16,0,197 sedangkan pada pengurangan beban didapatkan nilai yaitu 0,2,0,173,0,133,0,083. Dari data-data tersebut dapat ditentukan nilai modulus young,dimana modulus youngmerupakan perbandingan tegangan dan regangan benda. Sehingga hasil modulus young untuk penambahan beban yaitu 675,2 N/m2,717,1 N/m2,759,6 N/m2,822,6 N/m2 . Hasil pengurangan beban yaitu 863,05 N/m2,748,32 N/m2,648,95 N/m2,519,88 N/m2. Praktikum ini memiliki nilai kesalahan percobaan untuk penambahan beban sebesar 4,2% dan pengurangan beban sebesar 10,5%. Modulus Young, juga dikenal sebagai modulus elastis adalah suatu ukuran bagaimana suatu materi atau struktur akan rusak dan berubah bentuk jika ditempatkan di bawah stress. Menurut wikipedia, Modulus Young adalah ukuran kekakuan suatu bahan isotropik elastis dan merupakan angka yang digunakan untuk mengkarakterisasi bahan. Modulus Young didefinisikan sebagai rasio dari tegangan sepanjang sumbu atas dengan regangan sepanjang poros sumbu tersebut di mana hukum Hooke berlaku. Modulus Young adalah ukuran bagaimana sulitnya untuk memampatkan material, seperti baja. Mengukur tekanan biasanya dihitung dalam satuan pascal (Pa). Hal ini paling sering digunakan oleh fisikawan untuk menentukan besar tegangan dari pengukuran

seberapa material, dalam menanggapi stress seperti terjepit atau diregangkan. Elastisitas adalah kemampuan suatu material untuk kembali ke keadaan atau dimensi aslinya setelah beban, atau stres, dihilangkan. Regangan elastis adalah reversibel, yang berarti regangan akan hilang setelah tegangan tersebut dihilangkan dan material akan kembali ke keadaan semula. Bahan yang terkena tingkat stres yang intens dapat rusak ke titik di mana stres merubah bahan tersebut tidak akan kembali ke ukuran aslinya. Hal ini disebut sebagai deformasi plastis atau regangan plastis.

Modulus Young, E, dapat dihitung dengan membagi tegangan tarik oleh regangan tarik dalam batas elastisitas linier pada bagian dari kurva tegangan-regangan:

Kemampuan materi untuk menolak atau meneruskan tegangan adalah penting, dan sifat ini sering digunakan untuk menentukan apakah bahan tertentu cocok untuk tujuan tertentu. Sifat ini sering ditentukan di laboratorium, menggunakan teknik eksperimental yang dikenal sebagai uji tarik, yang biasanya dilakukan pada sampel bahan dengan bentuk dan dimensi tertentu. Modulus Young dikenal untuk berbagai bahan struktural, termasuk logam, kayu, kaca, karet, keramik, beton, dan plastik.

Modulus Young menggambarkan hubungan antara tegangan dan perubahan bentuk bahan. Stres atau tegangan didefinisikan sebagai gaya yang diterapkan tiap satuan luas, dengan satuan yang khas pound per square inch (psi) atau Newton per meter persegi – juga dikenal sebagai pascal (Pa). Regangan adalah suatu ukuran jumlah yang material berubah bentuk ketika tegangan diterapkan dan dihitung dengan mengukur jumlah deformasi di bawah kondisi stres, dibandingkan dengan dimensi aslinya. Modulus Young didasarkan pada elastisitas Hukum Hooke dan dapat dihitung dengan membagi tegangan dengan regangan. 1.Keelastisan Jika anda menarik sebuah pegas untuk melatih otot dada, maka pegas akan berubah bentuk, yaitu akan semakin panjang. Tetapi, bila anda melepaskan tangan anda, pegas akan segera kembali ke betuk semula. Atau contoh lain adalah pada katepel yang terbuat dari karet.

Pegas dan karet dalam hal inimerupakan benda dengan sifat elastis. Sifat elastis atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan. Sedangkan benda yang tidak elastis adalah benda yang tidak kembali ke bentuk awalnya saat gaya dilepaskan, misalnya saja pada tanah liat. Bila anda menekan segumpal tanah liat, bentuknya akan berubah, tetapi saat gaya dilepaskan dari benda, tanah liat tidak kembali ke bentuk awalnya. 2.Tegangan Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampangnya (A) atau bisa juga didefinisikan sebaghai gaya per satuan luas. Tegangan dirumuskan oleh: Tegangan merupakan sebuah besaran skalar dan memiliki satuan N/m² atau Pascal (Pa). 3.Regangan Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang ∆L dengan panjang awalnya L. Atau perbandingan perubahan panjang dengan panjang awal. Regangan dirumuskan oleh:

Karena pertambahan panjang ∆L dan panjang awal L adalah besaran yang sama, maka regangan e tidak memiliki satuan atau dimensi. Gambar dibawah ini dapat digunakan untuk memperjelas pengertian dari tegangan dan regangan.

4.Modulus Elastis Kebanyakan benda adlah elastis sampai ke suatu gaya yang tertentu besarnya, dinamakan batas elastis. Jika gaya yang dikerjakan/diberikan pada benda lebih kecil dari batas elastisnya, benda akan kembali ke bentuk semula jika gaya dihilangkan. Tetapi jika gaya yang diberikan melampui batas elastis, benda tak akian kembali ke bentuk semula, melainkan secara permanen berubah bentuk. Grafik diatas menunjukkan grafik tegangan terhadap regangan ketika sebuah kawat diberi gaya hingga kawat tersebut patah. Dari O ke B, deformasi kawat adalah elastis. Ini berarti jika tegangan dihilangkan, kawat akan kembali ke bentuk semula. Dalam daerah elastis ini, terdapat daerah yang memiliki

garis linier/garis lurus, yaitu OA. Dari O sampai A ini berlaku hukum Hooke, dan titik A disebut sebagai batas hukum Hooke. B adalah batas elastis dari kawat. Di atas titik ini, deformasi kawat adalah plastis. Jika tegangan baru dihilangkan dalam daerah deformasi plastis, misalnya di titik D, kawat logam tidak akan kembali ke bentuk semula, melainkan mengalami perubahan bentuk yang permanen (contohnya seperti kejadian melengkungnya klip kertas). C adalah titik tekuk (yield point). Di atas titik ini hanya dibutuhkan tambahan gaya tarik kecil untuk menghasilkan pertambahan panjang yang besar. Tegangan yang paling besar yag dapat kita berikan tepat sesaat sebelum kawat patah disebut juga tegangan maksimum (ultyimate tensile stress). Sedangkan E adalah titik patah. Jika tegangan yang kita berikan mencapai titik E, maka kawat tersebut akan patah karenanya. Dan untuk selanjutnya, bila kita memperhatikan grafik kembali dan memperhatikan dalam daerah OA, maka grafik berbentuk garis lurus. Dimana perbandingan antara tegangan dan regangan adalah konstan. Konstanta inilah yang disebut sebagai modulus elastis atau modulus young. Dengan demikian, modulus elastis suatu bahan (E) didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami bahan.

Modulus Elastisitas beberapa zat Zat Modulus elastis E (N/m²) Besi 100 x 10 Baja 200 x 10 Batu bara 14 x 10 Marmer 50 x 10 Kayu 10 x 10

5.Tegangan Tarik, Tegangan Tekan, Tegangan Geser

Ada tiga jenis tegangan yang dikenal, yaitu tegangan tarik, tegangan tekan dan tegangan geser. Pada tegangan tekan, kedua ujung benda akan mendapatkan gaya yang sama besar dan berlawanan arah. Tapi, walau pemberian gaya dilakukan di ujung-ujung benda, seluruh benda akan mengalami peregangan karena tegangan yang diberikan tersebut. Berbeda halnya dengan tegangan tarik, tegangan tekan berlawanan langsung dengan tegangan tarik. Materi yang diberi gaya bukannya ditarik, melainkan ditekan sehingga gayagaya akan bekerja di dalam benda, contohnya sepeti tiang-tiang pada kuil Yunani.

Tegangan yang ketiga adalah tegangan geser. Benda yang mengalami tegangan geser memiliki gaya-gaya yang sama dan berlawanan arah yang diberikan melintasi sisi-sisi yuang berlawanan. Misalkan sebuah buku atau batu-bata terpasang kuat dipermukaan. Meja memberikan gaya yang sama dan berlawanan arah sepanjang permukaan bawah. Walau dimensi benda tidak banyak berubah, bentuk benda berubah.

DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

https://www.slideshare.net/ridjadi/laporan-modulus-puntir-m4 http://tikagpravitri.blogspot.com/2014/12/laporan-modulus-young.html http://usaha321.net/pengertian-modulus-young-2.html http://ada-ajalah.blogspot.com/2009/12/modulus-young.html https://www.pdfcoke.com/doc/98983853/Modulus-Tarikan-young https://www.pdfcoke.com/doc/56775426/Laporan-Praktikum-Modulus-Young http://muhammadnoorarif.blogspot.com/2015/03/laporan-praktikum-semester-1fisika.html 8. https://www.slideshare.net/fransiskaputeri/itp-uns-semester-1-laporan-fisikamodulus-young 9. http://fransiskapagiling.blogspot.com/2013/04/laporan-praktikum-modulusyoung.html 10. https://ardra.biz/sain-teknologi/metalurgi/besi-baja-iron-steel/pengujian-sifatmekanik-bahan-logam/pengertian-perhitungan-modulus-elastisitas-modulus-young/