patah di d, d disebut titik patah. Bila b sampai d cukup besar, bahan tersebut bersifat ulet, tetapi kalau sangat pendek disebut rapuh Haliday,1985.
2.5.4. Modulus Elastik
Perbandingan antara tegangan dan regangan disebut modulus elastik bahan.
2.5.4.1. Modulus Young
Bila kita perhatikan tegangan dan regangan tariktekan, sampai batas proporsional, perbandingan tegangan dan regangan disebut : modulus Young, Y :
Tegangan tarik Tegangan tekan
Y = =
Regangan tarik Regangan tekan
F
⊥
A’ Y =
2.9 ∆L Lo
2.5.4.2. Modulus Geser
Modulus geser didefinisikan sebagi perbandingan tegangan geser dan regangan geser.
Tegangan geser S =
2.10 Regangan geser
F
⁄ ⁄
A’ h F
⁄ ⁄
F
⁄ ⁄
A S =
= =
2.11 x h
A x tg
φ
Universitas Sumatera Utara
Modulus geser disebut juga modulus puntir, dan hanya terjadi pada zat padat.
2.5.4.3. Modulus Bulk Balok
Modulus ini menghubungkan tekanan hidrostatik dengan perubahan volumenya.
dp dp
B = - = - Vo 2.12
dVVo dV Kebalikan dari modulus Bulk adalah kompresibilitas.
k = 1 B 2.13
2.6 Ayunan Bandul Sederhana
Pada gambar 2.13 ditunjukkan gerakan yang terjadi pada bandul sederhana.
Gambar 2.13 Gerakan bandul sederhana Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan maka benda
akan dian dititik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A.
Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana. Bandul adalah
Universitas Sumatera Utara
benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan.
Dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galileo Galilei, bahwa perioda lama gerak osilasi satu ayunan, T dipengaruhi
oleh panjang tali dan percepatan gravitasi. Gerak osilasi getaran yang populer adalah gerak osilasi pendulum bandul. Pendulumsederhana terdiri dari seutas tali
ringan dan sebuah bola kecil bola pendulum bermassa m yangdigantungkan pada ujung tali, gaya gesekan udara kita abaikan dan massa tali sangat kecil sehingga
dapat diabaikan relatif terhadap bola. Dengan bandul pun kita dapat mengetahui grafitasi di tempat bandul tersebut diuji. Bandul sederhana adalah sebuah benda
kecil, biasanya benda berupa bola pejal, digantungkan pada seutas tali yang massanya dapat diabaikan dibandingkan dengan massa bola dan panjang bandul
sangat besar. Ujung tali lain digantungkan pada suatu penggantung yang tetap, jika bandul diberi simpangan kecil, dan kemudian dilepaskan, bandul
akan berosilasi bergetar di antara dua titik, misalnya titik A danB, dengan periode T yang tetap. Seperti sudah dipelajari pada percobaan mengenai, getaran,
satugetaran 1 osilasi didefinisikan sebagai gerak bola dari A ke B dan kembali ke A, atau dari B ke A dan kembali ke B, atau gerak dari titik A ke B dan kembali
ke titik O. Ada beberapa parameter atau variabel pada bandul, yaitu periodenya T, , massa bandul m,dan simpangan sudut O panjangnya l.
Dengan pendekatan empiris dengan asumsi sebuah bandul,
dengan massa m diikatkan pada sebuah tali dengan panjang L. Kemudian
masssa ini ditarik kesamping sehingga tali membentuk sudut
θ0 dengan
sudut vertikal dan dilepas dari keadaan diam. Prinsip kerjanya dapat dilihat
Universitas Sumatera Utara
pada gambar 2.14.
Gambar 2.14. Prinsip ayunan bola bandul. Kedua gaya yang bekerja pada beban dengan mengabaikan hambatan
udara adalah gaya gravitasi mg, yang bersifat konservatif, dan tegangan T,
yang tegak lurus terhadap gerakan dan karena itu tidak melakukan kerja. Oleh karena itu, dalam persoalan ini energi mekanik sistem beban-bumi adalah kekal.
Kita pilih energi potensial gravitasi bernilai nol didasar ayunan. Semula
beban berada pada ketinggian h didasar ayunan dan diam. Energi kinetiknya bernilai nol dan energi potensial sistem bernilai mgh. Jadi energi
total awal dari sistem adalah : Ei= Ki + Ui = 0 + mgh
2.14 Di mana:
Ei = energy total awal system Ki = energy kinetic awal
Ui = energy potensial awal Ketika bandul berayun turun, energi potensial berubah menjadi energi
kinetik. Maka energi akhir dari dasar ayunan menjadi :
Universitas Sumatera Utara
Ef= Kf + Uf = ½ mv 2
+ 0 = ½ mv 2
2.15 Di mana :
Ef = energy total akhir system Kf = energy kinetik akhir
William, 1986
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 METODE PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas metode penelitian yang dilakukan, mulai dari waktu penelitian, tempat penelitian, material yang digunakan, metode penelitian
dan diagram alir penelitian.
3.1 Waktu Dan Tempat
Waktu penelitian, melingkupi waktu survei, desain, dan simulasi, dimulai pada akhir Februari 2012 sampai akhir Februari 2013.
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Impact and Freacture Research Center IFRC unit I dan II program Magister dan Doktor Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.2 Material Yang Digunakan
Dalam penelitian ini, material yang digunakan adalah titanium untuk kepala dan grafit untuk tangkai stik. Alasannya, karena material tersebut adalah
material standar yang digunakan pada stik golf pada umumnya. 3.3 Metode Penelitian
3.3.1 Pemodelan Stik Golf Redesain
