laporan fisika (ELASTISITAS)

PERCOBAAN V

ELASTISITAS

A.      PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1.    Tujuan percobaan                 : -    Mahasiswa dapat memahami tentang hukum Hooke pada pegas.

-       Menentukan nilai tetapan pegas dari hasil percobaan.

-       Menentukan pengaruh nilai tetapan pegas pada pertambahan panjang yang dialami pegas.

2.    Hari, tanggal                        : Jumat, 9 Desember 2011

3.    Tempat                                 : Laboraturium Fisika FKIP,

Universitas Mataram

B.       LANDASAN TEORI

Elastisitas adalah sifat dimana benda kembali pada ukuran dan bentuk awalnya ketika gaya-gaya yang mendeformasikan (mengubah bentuknya) dihilangkan. Batas elastis suatu benda adalah tegangan yang terkecil yang akan menghasilkan gangguan permanen pada benda. Ketika ldiberikan tegangan melebihi batas ini, benda tidak akan kembali persis seperti keadaan awalnya setelah tegangan tersebut dihilangkan (Bueche, 2006: 98).

Sebuah benda dikatakan elastis sempurna jika setelah gaya penyebab perubahan bentuk dihilangkan benda akan kembali ke bentuk semula. Sekalipun tidak terdapat benda yang elastik sempurna, tetapi banyak benda yang hampir elastik sempurna, yaitu sampai deformasi yang terbatas disebut limit elastik. Jika benda berdeformasi di atas limit elastiknya, dan apabila gaya-gaya dihilangkan, maka benda-benda tersebut tidak kembali ke bentuk semulanya. Benda ini disebut bersifat plastik. Perbedaan antara sifat elastik dan plastik hanyalah terdapat pada tingkatan dalam besar atau kecilnya deformasi yang terjadi (Sarojo, 2002: 318).

Jika sebuah gaya diberikan pada benda, seperti batang logam yang digantung vertikal, panjang benda berubah. Jika besar perpanjangan, , lebih kecil dibandingkan panjang benda, eksperimen menunjukkan bahwa  sebanding dengan berat atau gaya yang diberikan pada benda. Perbandingan ini dapat dituliskan dapat dituliskan dalam persamaan . Di sini  menyatakan gaya (atau berat) yang menarik benda,  adalah perubahan panjang, dan  adalah konstanta pembanding. Persamaan ini disebut hukum Hooke (Giancoli, 2001: 299).

C.      ALAT DAN BAHAN

1.    Alat

a.    Penggaris kayu 50cm    1 buah

b.    Mistar 40 cm                                                                   1 buah

c.    Statif                                                                               1 buah

d.   Pegas                                                                              2 buah

2.    Bahan

a.    Beban gantung 50 gram                                                 3 buah

b.    Kertas grafik                                                                   secukupnya

c.    Benang kasur                                                                  secukupnya

D.      CARA KERJA

1.    Pegas A

Sebelum memulai praktikum, sebagai persiapan percobaan kami menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum ini, kemudian memulai praktikum dengan langkah kerja sebagai berikut:

a.         menyusun peralatan seperti pada gambar di bawah ini;

Gambar 5.1 Rangkaian alat praktikum elastisitas untuk pegas A

b.         mengukur panjang mula-mula pegas A tanpa beban () sebagai  ;

c.         menambahkan beban () pada pegas A;

d.        mengukur panjang pegas A setelah diberi beban, sebagai ;

e.         mengulangi kegiatan di atas dengan memperbesar beban dan menghitung panajang pegas A setelah diberi beban yang semakin diperbesar;

f.          mencatat hasilnya dalam tabel pengamatan;

g.         membuat kurva yang menenjukkan hubungan antara dengan .

2.      Pegas B

Sebelum memulai praktikum, sebagai persiapan percobaan kami menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum ini, kemudian memulai praktikum dengan langkah kerja sebagai berikut:

a.         menyusun peralatan seperti pada gambar di bawah ini;

Gambar 5.2 Rangkaian alat praktikum elastisitas untuk pegas B

b.         mengukur panjang mula-mula pegas B tanpa beban () sebagai  ;

c.         menambahkan beban () pada pegas B;

d.        mengukur panjang pegas B setelah diberi beban, sebagai ;

e.         mengulangi kegiatan di atas dengan memperbesar beban dan menghitung panajang pegas B setelah diberi beban yang semakin diperbesar;

f.          mencatat hasilnya dalam tabel pengamatan;

g.         membuat kurva yang menenjukkan hubungan antara dengan .

A.      PEMBAHASAN

Elatisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan (dibebaskan). Sebuah benda dikatakan elsatis jika setelah gaya penyebab perubahan bentuk dihilangkan benda akan kembali ke bentuk semula. Dan apabila gaya-gaya dihilangkan benda tersebut tidak kembali ke bentuk semulanya, benda ini disebut bersifat plastis atau tak elastis.

Dalam praktikum ini, akan diamati salah satu aspek elastisitas bahan, yaitu gaya pegas. Gaya pegas merupakan gaya yang dialami oleh pegas, yang menyebabkan terjadinya perubahan panjang pada pegas. Pertambahan panjang merupakan selisih panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya.

Jika sebuah gaya diberikan pada pegas,panjang pegas akan berubah. Untuk semua pegas berlaku persamaan Hooke, . Persamaan ini dapat dinyatakan dalam kalimat, jika gaya tarik pegass tidak melampaui batas elastis pegas, pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.

Praktikum kali ini dilakukan untuk memahami hukum Hooke pada pegas. Dalam praktikum ini akan diamatai bagaimana hukum Hooke bekerja pada suatu pegas, untuk dapat menentukan hubungan antara gaya pada pegas, , dengan pertambahan panjangnya, . Dalam praktikum ini juga akan ditentukan nilai tetapan (konstanta) suatu pegas dan pengaruhnya terhadap pertambahan panjang yang dialami pegas.

Praktikum dilaksanakan pada hari Jumat, 9 Desember 2011 di Laboratorium Fisika FKIP, Universitas Mataram. Praktikum berlangsung dari pukul 15.45 sampai dengan 17.00. Sebagai persiapan percobaan, kami menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum, lalu menyusun alat dan bahan tersebut dengan bantuan co-ass.

Dalam praktikum ini, kami menggunakan dua buah pegas yang berbeda, yang masing-masing pegas akan kami beri beban dengan tiga massa yang berbeda. Dua pegas yang kami gunakan dalam praktikum ini, kami tentukan nilai konstantanya kemudian kami bandingkan untuk melihat pengaruh konstanta pegas terhadap pertambahan panjangnya. Sementara itu, kami menggunakan beban dengan tiga massa yang berbeda bertujuan untuk melihat pengaruh gaya berat pada pegas terhadap pertambahan panjangnya.

Dari hasil pengamatan kami dalam ptraktikum ini kami memperoleh hasil penting dengan hubungan antara gaya pada pegas dan pertambahan panjangnya. Kami menemukan hasil yang sama untuk kedua pegas, yaitu semakinm besar massa benda yang digantungkan pada pegas, artinya semakin besar gaya beratnya, maka pegas bertambah panjangnya, artinya panjang pegas semakin besar. Maka dari hasil pengamatan ini kami menyimpulkan bahwa gaya yang bekerja pada berbanding lurus dengan pertambahan panjangnya. Hal ini dapat terlihat pada grafik hubungan  dan  untuk pegas A dan B. Grafik menunjukkan sebuah garis lurus, yang dapat ditafsirkan semakin besar  maka semakin besar pula . Hal ini sesuai dengan hukum Hooke yang menyatakan bahwa gaya pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjangnya.

Berdasarkan grafik hubungan  dan  untuk pegas A dan B, kami dapati bahwa grafik membentuk garis lurus. Karena merupakan garis lurus, maka grafik memiliki kemiringan (gradien) yang nilainya tetap. Artinya perbandingan antara  dan  pada sebuah pegas membentuk sebuah bilangan tetap. Bilangan tetap inilah konstanta pegas, yang menjadi ciri khas suatu pegas. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa kemiringan grafik  terhadap  merupakan nilai konstanta pegas tersebut.

Untuk pegas A,dari grafik diperoleh nilai konstanta pegas 5,19. Namun, dari hasil analisis data menunjukkan bahwa percobaan untuk pegas A tidak akurat, namun cukup presisi. Hal ini dapat terlihat dari nilai rata-rata konstanta pegas yang cukup jauh dari nilai benar. Nilai benar adalah 5,19 sementara nilai rata-rata 7,78 artinya percobaan kami tidak akurat. Sementara kepresisian percobaan kami terlihat dari nilai konstanta untuk tiap massa dipencar dekat dengan nilai rata-rata. Ketidakakuratan percobaan kami, kemungkinan besar disebabkan karena salah dalam pembacaan skala panjang untuk panjang pegas. Karennya, kesalahan relatif kami cukup besar, yaitu 28% dan keberhasilan praktikum 72%.

Untuk pegas B,dari grafik diperoleh nilai konstanta pegas 5,52. Namun, dari hasil analisis data menunjukkan bahwa percobaan kami tidak akurat dan tidak presisi, karena nilai rata-rata sangat jauh dari nilai benar, yaitu 19,81 dan konstanta untuk masing-masing beban terpencar cukup jauh dari nilai rata-rata. Dan kesalahan relatif percobaan ini juga sangat besar, 95%. Sama seperti pada pegas A kesalahan kemungkinan besar disebabkan karena kesalahan pembacaan skala. Namun, untuk pegas B kami menduga bahwa pegas B adalah pegas yang sudah tidak berfungsi dengan baik lagi, sebab kami sempat mengulangi percobaan untuk pegas B namun tetap mendapatkan hasil yang sama. Dalam melakukan pengulangan tersebut, kami telah berusaha melakukan pembacaan dengan teliti, namun kami tetap mendapatkan hasil yang sama, dengan kesalahan acak yang besar, sehingga kami berkesimpulan bahwa pegas B sudah tidak berfungsi dengan baik lagi.

Sementara itu, dari hasil membandingkan nilai konstanta pegas A dan B, kami memperoleh hasil penting, yaitu untuk gaya yang sama pegas dengan konstanta besar memiliki pertambahan panjang yang kecil. Artinya bahwa pegas dengan konstanta besar lebih kaku dan memerlukan gaya yang lebih besar untuk menhasilkan pertambahan panjang yang sama.

Berdasarkan hasil pengamatan dan analisis data, percobaan kami tidak sepenuhnya berhasil, khususnya pada pegas B. Namun walaupun demikian, percobaan kami berhasil mencapai tujuan praktikum dan memperoleh hasil yang sesuai dengan konsep.

B.       KESIMPULAN DAN SARAN

1.      Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan, analisis data, dan tujuan dilaksanakannya praktikum, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:

a.         gaya yang bekerja pada pegas berbanding lurus dengan pertamabahan panjang pegas;

b.         konstanta pegas merupakan ciri khas suatu pegas yang nilainya tetap untuk pegas tersebut;

c.         kemiringan grafik  terhadap  merupakan nilai dari konstanta pegas;

d.        konstanta pegas A adalah 5,19  dan konstanta pegas B adalah 5,52 ;

e.         semakin besar konstanta pegas maka semakin kaku pegas, artinya pertambahan panjangnya kecil;

f.          kesalahan relatif untuk percobaan pegas A adalah 28% dengan keberhasilan praktikum 72% dan kesalahan relatif untuk percobaan pegas B adalah 95% dengan keberhasilan praktikum 5%.

2.    Saran

Praktikum elastisitas ini tidak dapat menunjukkan hukum Hooke pada pegas dengan maksimal, karena salah satu pegas yang digunakan rusak, sehingga untuk membandingkan hasil yang didapat lebih sulit. Karena itu, mohon untuk ke depannya ala-alat yang rusak dapat diperbaiki sehingga praktikan dapat lebih mengerti mengenai konsep fisika melalui praktikum.