|
I. Tujuan
1. Menentukan tetapan elastisitas/konstanta k dari bahan pegas secara statis
2. Menggunakan teori kesalahan dalam eksperimen
3. Menggunakan regresi linier pada eksperimen
4. Mengenal penerapan hukum Hooke pada pegas
5. Menentukan konstanta pegas gabungan
II. Dasar Teori
Elastisitas dan Hukum Hooke
Bila suatu benda dikenai sebuah gaya dan kemudian gaya tersebut dihilangkan, maka benda akan kembali ke bentuk semula, berarti benda itu adalah benda elastis. Namun pada umumnya benda bila dikenai gaya tidak dapat kembali ke bentuk semula walaupun gaya yang bekerja sudah hilang. Benda seperti ini disebut benda plastis. Contoh benda elastis adalah karet ataupun pegas. Bila pegas ditarik melebihi batasan tertentu maka benda itu tidak akan elastis lagi. Lalu bagaimanakah hubungan pertambahan panjang dengan gaya tarik?
Karena besarnya gaya pemulih sebanding besarnya pertambahan panjang, maka dapat dirumuskan bahwa:
Fp=k.x
dengan,
k = konstanta pegas
Fp = Gaya Pemulih (N)
x = Perpanjangan Pegas (m)
Persamaan inilah yang disebut dengan Hukum Hooke. Tanda negatif (-) dalam persamaan menunjukkan berarti gaya pemulih berlawanan arah dengan arah perpanjangan.
Modulus Elastisitas
Yang dimaksud dengan Mosdulus Elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dan regangan. Modulus ini dapat disebut dengan sebutan Modulus Young.
1. Tegangan (Stress)
Tegangan adalah gaya per satuan luas penampang. Satuan tegangan adalah N/m2 Secara matematis dapat dituliskan:
σ=F/A
2. Regangan (Strain)
Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang suatu batang terhadap panjang awal mulanya bila batang itu diberi gaya. Secara matematis dapat dituliskan:
ε=∆l/l
Dari kedua persamaan di atas dan pengertian modulus elastisitas, kita dapat mencari persamaan untuk menghitung besarnya modulus elastisitas, yang tidak lain adalah:
E=(F.l)/(A.∆l)
Satuan untuk modulus elastisitas adalah N/m2
Gerak Benda di Bawah Pengaruh Gaya Pegas
Bila suatu benda yang digantungkan pada pegas ditarik sejauh x meter dan kemudian dilepas, maka benda akan bergetar. Percepatan getarnya itu dapat dihitung dengan persamaan:
a=-k/m.x
Dari persamaan di atas, kita mengetahui bahwa besarnya percepatan getar (a) sebanding dan berlawanan arah dengan simpangan (x)
”jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas,pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya”.
Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke, oleh karena itu, pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum Hooke.Untuk menyelidiki berlakunya hukum hooke, dapat dilakukan percobaan pada pegas. Selisih panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang(l).
Setelah menyelidiki sifat elastisitas bahan, maka akan diukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan. Dalam hal ini, gaya yang diberikan sama dengan berat benda = massa × percepatan gravitasi.
Pegas ada disusun tunggal, ada juga yang disusun seri ataupun paralel. Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan jumlah masing-masing pertambahan panjang pegas sehingga pertambahan total x adalah:
x = x1 + x2
Sedangkan untuk pegas yang disusun paralel, pertambahan panjang masing-masing pegas x1 = x2 = x
Dengan demikian:
Kp= k1 + k 2
Setiap nilai k untuk bahan yang berbeda adalah merupakan ciri khusus dari tiap bahan. Bila suatu pegas ditarik gaya sebesar F maka pegas tersebut akan bertambah besar sepanjang x.tapi pada keadaan tertentu dimana gaya yang diberikan melebihi batas kemampuan dari pegas, maka maka panjang pegas tidak akan bias bertambah lagi. Maka hokum hook tidak ada atau berlaku lagi. Apabila gaya yang dikenakan pada pegas dihilangkan, maka pegas akan bergerak seperti keadaan awal.
Besar gaya yang diperlukan untuk kembali ke keadaan semula ini dinamakan sebagai gaya pemulih. Berdasarkan hukum III Newton, maka besarnya gaya pemulih sama dengan gaya yang diberikan untuk menarik pegas, hanya tandanya berlawanan.
Tanda (-) menunjukan bahwa gaya pemulih berlawanan dengan gaya penyebabnya. Perlu selalu di ingat bahwa hukum hooke hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak berlaku untuk daerah plastik maupun benda-benda plastik.
III. Alat dan Bahan
1. Pegas
2. Penggaris
3. Beban
4. Statis
IV. Cara Kerja
1. Rangkailah peralatan seperti gambar 1.2
2. Ukurlah massa m
3. Beri pegas beban bermassa m seperti gambar 1.2
4. Ukurlah pertambahan panjang pegas x
5. Lakukan langkah 2-4 untuk massa berikutnya
V. Kesimpulan
1) Sesuai dengan Hukum Hooke maka, semakin besar massa diberikan, semakin besar nilai pertambahan panjangnya.
2) Jika nilai F dan ∆l semakin besar, maka konstanta yang didapat semakin besar pula, sehingga terbentuk grafik yang berbentuk garis lurus.
3) Pertambahan panjang berbanding lurus dengan W = m.g yang bekerja pada benda.
1. Menentukan tetapan elastisitas/konstanta k dari bahan pegas secara statis
2. Menggunakan teori kesalahan dalam eksperimen
3. Menggunakan regresi linier pada eksperimen
4. Mengenal penerapan hukum Hooke pada pegas
5. Menentukan konstanta pegas gabungan
II. Dasar Teori
Elastisitas dan Hukum Hooke
Bila suatu benda dikenai sebuah gaya dan kemudian gaya tersebut dihilangkan, maka benda akan kembali ke bentuk semula, berarti benda itu adalah benda elastis. Namun pada umumnya benda bila dikenai gaya tidak dapat kembali ke bentuk semula walaupun gaya yang bekerja sudah hilang. Benda seperti ini disebut benda plastis. Contoh benda elastis adalah karet ataupun pegas. Bila pegas ditarik melebihi batasan tertentu maka benda itu tidak akan elastis lagi. Lalu bagaimanakah hubungan pertambahan panjang dengan gaya tarik?
Karena besarnya gaya pemulih sebanding besarnya pertambahan panjang, maka dapat dirumuskan bahwa:
Fp=k.x
dengan,
k = konstanta pegas
Fp = Gaya Pemulih (N)
x = Perpanjangan Pegas (m)
Persamaan inilah yang disebut dengan Hukum Hooke. Tanda negatif (-) dalam persamaan menunjukkan berarti gaya pemulih berlawanan arah dengan arah perpanjangan.
Modulus Elastisitas
Yang dimaksud dengan Mosdulus Elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dan regangan. Modulus ini dapat disebut dengan sebutan Modulus Young.
1. Tegangan (Stress)
Tegangan adalah gaya per satuan luas penampang. Satuan tegangan adalah N/m2 Secara matematis dapat dituliskan:
σ=F/A
2. Regangan (Strain)
Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang suatu batang terhadap panjang awal mulanya bila batang itu diberi gaya. Secara matematis dapat dituliskan:
ε=∆l/l
Dari kedua persamaan di atas dan pengertian modulus elastisitas, kita dapat mencari persamaan untuk menghitung besarnya modulus elastisitas, yang tidak lain adalah:
E=(F.l)/(A.∆l)
Satuan untuk modulus elastisitas adalah N/m2
Gerak Benda di Bawah Pengaruh Gaya Pegas
Bila suatu benda yang digantungkan pada pegas ditarik sejauh x meter dan kemudian dilepas, maka benda akan bergetar. Percepatan getarnya itu dapat dihitung dengan persamaan:
a=-k/m.x
Dari persamaan di atas, kita mengetahui bahwa besarnya percepatan getar (a) sebanding dan berlawanan arah dengan simpangan (x)
”jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas,pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya”.
Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke, oleh karena itu, pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum Hooke.Untuk menyelidiki berlakunya hukum hooke, dapat dilakukan percobaan pada pegas. Selisih panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang(l).
Setelah menyelidiki sifat elastisitas bahan, maka akan diukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan. Dalam hal ini, gaya yang diberikan sama dengan berat benda = massa × percepatan gravitasi.
Pegas ada disusun tunggal, ada juga yang disusun seri ataupun paralel. Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan jumlah masing-masing pertambahan panjang pegas sehingga pertambahan total x adalah:
x = x1 + x2
Sedangkan untuk pegas yang disusun paralel, pertambahan panjang masing-masing pegas x1 = x2 = x
Dengan demikian:
Kp= k1 + k 2
Setiap nilai k untuk bahan yang berbeda adalah merupakan ciri khusus dari tiap bahan. Bila suatu pegas ditarik gaya sebesar F maka pegas tersebut akan bertambah besar sepanjang x.tapi pada keadaan tertentu dimana gaya yang diberikan melebihi batas kemampuan dari pegas, maka maka panjang pegas tidak akan bias bertambah lagi. Maka hokum hook tidak ada atau berlaku lagi. Apabila gaya yang dikenakan pada pegas dihilangkan, maka pegas akan bergerak seperti keadaan awal.
Besar gaya yang diperlukan untuk kembali ke keadaan semula ini dinamakan sebagai gaya pemulih. Berdasarkan hukum III Newton, maka besarnya gaya pemulih sama dengan gaya yang diberikan untuk menarik pegas, hanya tandanya berlawanan.
Tanda (-) menunjukan bahwa gaya pemulih berlawanan dengan gaya penyebabnya. Perlu selalu di ingat bahwa hukum hooke hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak berlaku untuk daerah plastik maupun benda-benda plastik.
III. Alat dan Bahan
1. Pegas
2. Penggaris
3. Beban
4. Statis
IV. Cara Kerja
1. Rangkailah peralatan seperti gambar 1.2
2. Ukurlah massa m
3. Beri pegas beban bermassa m seperti gambar 1.2
4. Ukurlah pertambahan panjang pegas x
5. Lakukan langkah 2-4 untuk massa berikutnya
V. Kesimpulan
1) Sesuai dengan Hukum Hooke maka, semakin besar massa diberikan, semakin besar nilai pertambahan panjangnya.
2) Jika nilai F dan ∆l semakin besar, maka konstanta yang didapat semakin besar pula, sehingga terbentuk grafik yang berbentuk garis lurus.
3) Pertambahan panjang berbanding lurus dengan W = m.g yang bekerja pada benda.
Posting Komentar