Your SlideShare is downloading. ×
ITP UNS SEMESTER 1 Laporan Fisika Modulus young
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

ITP UNS SEMESTER 1 Laporan Fisika Modulus young

15,681
views

Published on


0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
15,681
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
378
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. IV. MODULUS YOUNG KAWAT A. Pendahuluan 1. Latar Belakang Elastisitas adalah kemampuan suatu objek untuk kembali ke bentuk awalnya setelah suatu gaya eksternal (dari luar) yang diberikan sebelumnya berakhir. Jika benda tersebut tidak kembali ke bentuk semula setelah gaya dihentikan, benda tersebut dikatakan memiliki sifat plastis. Jika sebuah benda elastis ditarik oleh suatu gaya, benda tersebut akan bertambah panjang sampai ukuran tertentu sebanding dengan gaya tersebut, yang berarti ada sejumlah gaya yang bekerja pada setiap satuan panjang benda Gaya yang bekerja sebanding dengan panjang benda dan berbanding terbalik dengan luas penampangnya. Dalam fisika, besarnya gaya yang bekerja (F) dibagi dengan luas penampang (A) didefinisikan sebagai tegangan (stress), disimbolkan σ: F/A. Dalam SI, satuan tegangan (σ) adalah N/m2 yang diperoleh melalui pembagian satuan gaya dan luas. Apabila gaya tersebut menyebabkan pertambahan panjang pada benda, maka disebut tegangan tensil. Sebaliknya, jika gaya menyebabkan berkurangnya panjang benda, maka disebut tegangan kompresional. Tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu regangan, tergantung pada keadaan bahan yang ditekan. Tegangan pada benda, misalnya kawat besi, didefinisikan sebagai gaya persatuan luas penampang benda tersebut, Bila dua buah kawat dari bahan yang sama tetapi luas penampangnya berbeda diberi gaya, maka kedua kawat tersebut akan mengalami tegangan yang berbeda. Kawat dengan penampang kecil mengalami tegangan yang lebih besar dibandingkan kawat dengan penampang lebih besar. Tegangan
  • 2. benda sangat diperhitungkan dalam menentukan ukuran dan jenis bahan penyangga atau penopang suatu beban, misalnya penyangga jembatan gantung dan bangunan bertingkat. Regangan, disimbolkan oleh ε didefinisikan sebagai perbandingan pertambahan atau perubahan panjang (∆l) dengan panjang mula-mula (l0). Dalam SI, regangan tidak memiliki satuan karena pembagian antar satuan panjang (m/m= -). Berdasarkan jenis tegangan, regangan dapat digolongkan menjadi: 1.) Regangan linear: perbandingan antara perubahan panjang dengan panjang mula-mula yang disebabkan oleh tegangan normal. 2.) Regangan volume: perbandingan antara perubahan volume dengan volume mula-mula yang disebabkan oleh stress normal dari beberapa sisi. 3.) Regangan shear, perbandingan antara perubahan bentuk dengan bentuk semula yang diakibatkan adanya tegangan tangensial. Perbandingan antara tegangan dan regangan, atau tegangan persatuan regangan, disebut modulus elastik bahan. Semakin besar modulus elastis, semakin besar tegangan yang dibutuhkan untuk suatu regangan tertentu. Modulus elastisitas (E) didefinisikan sebagai hasil pembagian atau rasio antara tegangan (σ) dan regangan (e) : E= σ/e. Jika Modulus Elastisitas menyatakan perbandingan antara tegangan terhadap regangan linear, maka disebut dengan Modulus Young. Rumus Modulus Young diturunkan dari rumus tegangan dan regangan, yaitu:
  • 3. Gambar 4.1 Rumus Modulus Young Dalam SI, satuan Modulus Young sama dengan satuan tegangan (N/m2 ) karena pembagian tegangan dengan regangan tidak menimbulkan pengurangan satuan (regangan tidak memiliki satuan). Modulus Young juga menunjukkan besarnya hambatan untuk merubah panjang suatu benda elastis. semakin besar nilai Modulus Young suatu benda, semakin sulit benda tersebut dapat memanjang, dan sebaliknya. Jika modulus elastisitas menyatakan perbandingan antara tegangan terhadap regangan volume, maka disebut dengan Modulus Bulk yang menunjukkan besarnya hambatan untuk mengubah volume suatu benda, dan jika modulus elastisitas menyatakan perbandingan antara tegangan terhadap regangan shear, maka disebut dengan Modulus Shear yang menunjukkan hambatan gerakan dari bidang-bidang benda padat yang saling bergesekan. Kebanyakan benda adalah elastis sampai ke suatu gaya dengan besar tertentu, yang biasa disebut sebagai batas elastisitas. Jika gaya yang diberikan pada benda lebih kecil dari batas elastisnya, benda akan mampu kembali ke bentuk semula setelah gaya dihilangkan. Jika gaya yang diberikan lebih besar dari batas elastisnya, benda tidak akan kembali ke bentuk semula. Dalm kehidupan sehari – hari, modulus elastisitas sering digunakan, khususnya pada bidang ilmu teknik yang mengkaji tentang pembangunan suatu bangunan atau suatu benda, seperti mesin. Proses pembangunan tersebut berkaitan secara langsung dengan kekuatan bahan yang digunakan. 2. Tujuan Praktikum Tujuan dari praktikum acara IV Modulus Young adalah.
  • 4. a. Memahami sifat- sifat elastis benda padat b. Memahami tegangan dan regangan dari suatu bahan c. Mengukur Modulus Young suatu bahan 3. Waktu dan tempat praktikum Praktikum acara IV Kalorimetri dilaksanakan pada hari Selasa 25 Sepember 2012, di Laboratorium Pusat, Universitas Sebelas Maret Surakarta. B. Tinjauan Pustaka Elastisitas adalah sifat di mana benda kembali pada ukuran dan bentuk awalnya ketika gaya-gaya yang mendeformasikan (mengubah bentuknya) dihilangkan. Tegangan (σ) yang dialami di dalam suatu padatan adalah besar gaya yang bekerja (F), dibagi dengan luas (A) dimana gaya tersebut bekerja: tegangan = gaya luas permukaan di mana gaya bekerja σ = F A Satuan SI untuk tegangan adalah pascal (Pa), di mana 1 Pa = 1 N/m2 . Jadi, jika sebuah rotan menahan beban, tegangan pada titik manapun pada rotan adalah beban dibagi dengan luas penampang melintang pada titik tersebut; area yang paling sempit mengalami tegangan terbesar. Regangan () adalah deformasi (perubahan bentuk) bagian akibat tegangan. Regangan diukur sebagai rasio
  • 5. perubahan dari sejumlah dimensi benda terhadap dimensi awal di mana perubahan terjadi. regangan = perubahan dalam dimensi dimensi awal Jadi regangan normal pada beban aksial adalah perubahan panjang (∆L) terhadap panjang awal (L0) : ε = ∆L L0 Regangan tidak memiliki satuan karena merupakan rasio dari besaran-besaran yang sama. Batas elastis suatu benda adalah tegangan terkecil yang akan menghasilkan gangguan permanen pada benda. Ketika diberikan tegangan melebihi batas ini, benda tidak akan kembali persis seperti keadaan awalnya setlah tegangan tersebut dihilangkan (Bueche, 2006). Hukum Hook; sifat elastisitas (kenyal) adalah sifat menentang perubahan bentuk, seperti halnya karet yang diregangkan akan berusaha kembali ke keadaan semula. Orang yang erutama mempelajari sifat ini adalah Robert Hook yang kemudian mengemukakan hukumnya yang lalu dikenal sebagai hokum Hook yang merupakan dasar daripada teori elastisitas (kekenyalan) (Soedojo, 1986). Kita kenal 3 macam regangan, yakni regangan panjang, regangan volum, dan regangan sudut. Regangan panjang; dengan panjang semula sewaktu tiada regangan, lo, dan penambahan panjang ∆l akibat tegangan, regangannya diberikan oleh ∆l/ lo , sedangkan jikalau luas penampangnya A dan gaya tegangan yang meregangkan ialah W, maka tegangannya adalah W/A, berdasarkan hokum Hook ditulis Y (∆l/ lo) = W / A. Regangan volum; sudah tenti regangan volum yang dimaksud bukan penambahan volum
  • 6. melainkan pengerutanvolum akibat penekanan. Untuk itu menurut hukum Hook dapat ditulis: B (-∆T / V0) = p dengan B ialah modulus ketegaran (modulus of rigidity) yang besarnya kurang lebih 1/3 modulus Young. Regangan sudut; sejalan dengan regangan-regangan lain, menurut hukum Hook, kita dapat menulis M = F / A. Dengan A ialah luas permukaan yangϕ dikenai gaya luncuran dan M adalah apa yang dinamakan modulus luncuran (shear modulus) (Soedojo, 1999). Thimosuko & Gere (1984) memberikan rumus untuk menghitung tegangan normal benda uji silinder beton berdiameter 15cm dan tinggi 30cm dengan rumus σ = P A dengan, σ = tegangan normal silinder (k N/m2 ) P = beban hancur beton dalam keadaan tekan (k N) A = luas silinder ¼.3,14.d2 dengan d adalah diameter silinder (Prayitno, 2002). Sifat dasar yang penting berkaitan dengan beton serat adalah kuat tarik maksimum, regangan maksimum, retak dan perkembangan retak. Menurut Soepriyono dkk (1974) kekuatan dan serat polyester dalam keasaan basah sama dengan keadaan kering. Sebuah balok yang mendapat beban berupa momen lentur murni, maka tiap-tiap serat longitudinal balok mendapat tegangan berupa tegangan tarik atau tekan. Serat longitudinal yang tidak menderita tegangan tarik atau tekan disebut garis netral. Bila momen yang
  • 7. terjadi masih dibawah momen ultimit, maka berlaku hukum Hooke, dimana tegangan berbanding lurus dengan regangan (σ = E ε) (Mediyanto, 2002). Ilmu kekuatan bahan adalah kumpulan pengetahuan yang membahas hubungan antara gaya intern, deformasi, dan beban luar. Dalam metode analisa umum yang dipergunakan dalam ilmu kekuatan bahan, langkah pertama ialah memisalkan bahwa bagian konstruksi itu dalam keadaan seimbang. Persamaan kesaimbangan statis diterapkan terhadap gaya yang bekerja pada bagian konstruksi dengan gaya gaya intern yang melawan bekerjanya beban luar. Ini dilakukan dengan membuat sebuah bidang melalui benda tersebut pada titik tinjauan. Gaya tahan intern biasanya dinyatakan sebagai tegangan yang bekerja dalam luas tertentu, sehingga gaya intern sama dengan integral tegangan kali diferensial luas di mana tegangan itu bekerja. Agar nilai integral ini dapat dihitung, perlu diketahui distribusi tegangan pada bidang potong. Distribusi tegangan itu ditentukan dengan mengamati dan mengukur distribusi regangan dalam bidang konstruksi, sebab tegangan tidak dapat diukur secara fisik. Tetapi, karena tegangan itu sepadan dengan regangan untuk deformasi kecil, maka penentuan distribusi regangan memberikan distribusi regangan (Syawaldi, 2006). C. Alat, Bahan dan Cara Kerja 1. Alat a. Jarum penunjuk skala b. Seperangkat bandul atau beban c. Meteran dan Jangka sorong d. Jangka ukur e. Cutter f. Neraca ohaus
  • 8. 2. Bahan Kawat tembaga dan besi 3. Cara Kerja a. Memasang kawat tembaga dengan panjang L dengan salah satu ujungnya diikat dan ujung lainnya diberi beban atau bandul. b. Mengukur diameter kawat A dengan menggunakan jangka sorong dan massa benda yang digantungkan. c. Mencatat perubahan panjang ∆L pada pergeseran penunjuk jarum. d. Memberi beban lagi dan mencatat kembali massa benda dan pergeseran jarum jam tersebut. e. Mengulangi langkah d dengan memberi beban berturut-turut hingga terjadi regangan yang besar. f. Mencatat hasil praktikum dalam sebuah tabel. DAFTAR PUSTAKA Bahtiar. 2010. Estimating Young’s Modulus and Modulus of Rupture of Coconut Logs using Reconstruction Method. Civil Engineering Dimension. Surabaya Bueche, Frederick J. 2006. Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta
  • 9. Goueffon, Yann. 2010. Investigations into the Coefficient of Thermal Expansion of Porous Film Prepared on AA7175 T7351 by Anodizing in Sulphuric Acid Electrolyte. Universite de Toulouse Cedex. France Mediyanto, Antonius. Perilaku Gabungan Balok Beton yang Diperkuat Dengan Beton Normal dan Serat Polyster yang Mengalami Kegagalan Lentur. Universitas Sebelas Maret. Surakarta Prayitno, Slamet. 2002. Kuat Lentur Balok Beton Bertulang dengan Penambahan Serat. Universitas Sebelas Maret. Surakarta Soedojoe, Peter. 1986. Asas-Asas Ilmu Fisika Jilid I. Gadjah Mada University Press. Jogjakarta Soedojoe, Peter. 1999. Fisika Dasar. Gadjah Mada University Press. Jogjakarta Syawaldi. 2006. Analisa Kekuatan Tarik dan Struktur Mikro dari Baja Konstruksi Bangunan Terhadap Perubahan Temperatur. Teknik Mesin Universitas Islam Riau. Riau
  • 10. Goueffon, Yann. 2010. Investigations into the Coefficient of Thermal Expansion of Porous Film Prepared on AA7175 T7351 by Anodizing in Sulphuric Acid Electrolyte. Universite de Toulouse Cedex. France Mediyanto, Antonius. Perilaku Gabungan Balok Beton yang Diperkuat Dengan Beton Normal dan Serat Polyster yang Mengalami Kegagalan Lentur. Universitas Sebelas Maret. Surakarta Prayitno, Slamet. 2002. Kuat Lentur Balok Beton Bertulang dengan Penambahan Serat. Universitas Sebelas Maret. Surakarta Soedojoe, Peter. 1986. Asas-Asas Ilmu Fisika Jilid I. Gadjah Mada University Press. Jogjakarta Soedojoe, Peter. 1999. Fisika Dasar. Gadjah Mada University Press. Jogjakarta Syawaldi. 2006. Analisa Kekuatan Tarik dan Struktur Mikro dari Baja Konstruksi Bangunan Terhadap Perubahan Temperatur. Teknik Mesin Universitas Islam Riau. Riau

×