LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR ID

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
MODUL 3
Modulus Young
Disusun Oleh:
Nama

: Musa Rafi Alfaruqi

NPM

: 240210130074

Kelompok/ Shift : 1/TIP B1
Hari/Tanggal

: Kamis, 14 November 2013

Waktu

: 13.00-15.00 WIB

Asisten Dosen

: Dhanti Hanifa Muslimah

LABORATORIUM FISIKA DASAR
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2013

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Setiap benda akan mengalami perubahan bentuk apabila diberikan gaya
padanya. Pada benda elastis, akan terjadi pertambahan panjang yang merupakan
akibat dari adanya suatu gaya. Benda ini berlaku hamper pada semua materi
padat, baik materi dari besi maupun dari tulang, tetapi hanya pada suatu batas
tertentu. Keelastisitasan ini juga memiliki batasan tertentu dimana benda sudah
tidak bisa lagi meregang, batas ini disebut titik fraktur (patah/putus).

Berdasarkan hal diatas, perubahan bentuk benda dibedakan menjadi 3, yaitu
rentangan, mampatan, dan geseran. Untuk tiap jenis perubahan bentuk benda kita
akan mengenal besaran yang disebut tegangan, yang menunjukkan kekuatan gaya
yang menyebabkan perubahan bentuk. Selain tegangan, besaran yang perlu kita
ketahui adalah regangan. Regangan adalah besaran yang menggambarkan hasil
perubahan bentuk.
Pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan terhadap elastisitas benang.
Modulus elastis yang terkait dengan rentangan disebut modulus young. Jika gaya
F yang kita berikan pada suatu benda di bawah gaya batas elastisitas maka
tegangan sebanding dengan regangan. Modulus young hanya bergantung pada
jenis benda (komposisi benda).

1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum Modulus Young ini adalah :
1. Mahasiswa dapat menyelesaikan soal-soal yang berhubungan dengan
penerapan Modulus Young
2. Mahasiswa dapat menentukan Modulus Young suatu bahan.

Bab II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Elastisitas
Sifat elastis atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke
bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu
dihilangkan. Contohnya adalah ketapel yang terbuat dari karet. Sedangkan benda
yang tidak elastis adalah benda yang tidak kembali ke bentuk awalnya saat gaya
dilepaskan, misalnya saja pada tanah liat. Jika kita menekan segumpal tanah liat,
bentuknya akan berubah, tetapi saat gaya dilepaskan dari benda, tanah liat tidak
kembali ke bentuk awalnya.

2.2 Tegangan
Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami
kawat dengan luas penampangnya (A) atau bisa juga didefisikan sebagai gaya
persatuan luas. Tegangan dirumuskan oleh :
Tegangan =

gaya
luas penampang

=

F
A

Tegangan merupakan sebuah besaran scalar dan memiliki satuan N/m2 atas
pascal (pa).

2.3 Regangan
Regangan difenisikan sebagai perubahan relative dimensi atau bentuk benda
yang mengalami tegangan atau perbandingan pertambahan panjang terhadap
panjangn awalnya. Biasanya dinyatakan dengan persamaan :
Regangan = perubahan panjang = ∆L
Panjang awal

L0

sedangkan regangan tidak berrdimensi (tidak mempunyai satuan).

2.4 Modulus Young
Modulus Young dapat diartikan secara sederhana, yaitu hubungan besaran

tegangan tarik dan regangan tarik. Labih 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 elastis suatu benda.
Jika gaya F yang diberikan pada suatu benda di bawah gaya batas elastis
maka tegangan akan sebanding dengan regangan. Hasil bagi tegangan terhadap
regangan disebut Modulus Young ( E ) . secara matematis dapat ditulis :
E = F/A = tegangan
∆L/L0 regangan
Nilai Modulus Young tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda, tetapi
bergantung pada jenis benda (komposisi benda) .
2.5 Hukum Hooke
Dikutip dari buku fisika untuk SMA kelas XI (Marthen Kanginan : 2004),
hukum Hooke dinamakan sesuai dengan nama pencetusnya yaitu Robert Hooke,
seorang arsitek yang ditugaskan untuk membangun kembali gedung-gedung di
London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666. Beliau menyatakan bahwa :
“jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, maka pertambahan
panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.”
Pernyataan di atas dikenal dengan hukum Hooke, dan dapat ditulis melalui
persamaan :

F = k . ∆X

BAB III
METODE PRATIKUM

3.1 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah :
1. Dua utas kawat
2. Perangkat baca skala utama dan nonius
3. Seperangkat beban
4. Mistar panjang
5. Mikrometer sekrup
6. Kertas grafik mm
3.2 Prosedur Pratikum
1. Menyiapkan alat-alat yang akan digunakan.
2. Menggantungkan kedua utas tali (kawat) dan melengkapinya dengan
perangkat baca. Atur tali agar menjadi lurus atau seimbang.
3. Mengukur panjang dan diameter salah satu kawat yang akan ditentukan
Modulus Young-nya.
4. Mencatat kedudukan skala nonius terhadap skala.

5. Menambahi beban pada salah satu kawat berturut – turut dengan
penambahan massa 0,5 jg pada tiap penambahan beban dengan
melakukan penambahan sebanyak 6 kali.
6. Menghitung pertambahan panjang kawat akibat penambahan beban.
7. Setelah selesai penambahan beban, kurangi beban berturut-turut dengan
pengurangan massa 0,5 kg tiap pengurangannya.
8. Mencatat kedudukan nonius.
9. Menghitung tegangan dan regangan tarik pada setiap langkah
penambahan dan pengurangan beban.
10. Menghitung nilai Modulus Young dari regangan dan tegangan yang
diperoleh.

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Praktikum
= (9,2.10-2 ± 5.10-4) m

Data : panjang kawat (L)
jari-jari kawat (r)

= (0,2.10-2 ± 5. 10-4) m

luas penampang kawat (A= πr2)

= 1,2567.10-5 m2

skala nonius awal

= 7,3. 10-2 m

Tabel 1.1 penambahan beban
m ± 0,05

F

5.10-3

= m.g

LT

∆L = LT – L0

(m)

(m)

3,0

(N)
29,34

9 . 10-2

2,5

24,45

8,9 . 10-2

19,56

-2

(kg)

2,0
1,5
1,0

8,6 . 10

14,67
9,78

0,5

4,89

= F/A

Regangan
= ∆L/L0

E

1,7 . 10-2

0,233

10020871,31

1,6 . 10-2

5
1945669,17

0,219

8884334,151

9
1556535,34

0,178

8744580,579

3
1167401,508 0,151
778267,671 0,123

7731135,815
6327460,746

7
389133,835

7075160,653

-2

1,3. 10

-2

8,4 . 10
8,2 . 10-2

1,1 . 10
0,9 . 10-2

-2

-2

0,4 . 10

0,055

E rata-rata

(N/m2)

(N/m)
2334863,01

-2

7,7 . 10

Tegangan

8130590,542

9

g = 9,78 m/s2

Tabel 1.2 pengurangan beban
m ± 0,05

F

LT

∆L = LT –

Tegangan

Regangan

E

5.10-3

= m.g

(m)

L0

= F/A

= ∆L/L0

(N/m2)

E rata-rata

(kg)
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5

(N)
29,34
24,45
19,56
14,67
9,78
4,89

(m)
1,7 . 10-2

9 . 10-2
-2

8,7 . 10

-2

8,5 . 10

-2

1,4 . 10

1945669,179

-2

1,2. 10

-2

8,4 . 10
8,3 . 10-2

1,1 . 10
1,0 . 10-2

-2

-2

8,1 . 10

(N/m)
2334863,015

1556535,343

-2

1167401,508
778267,6717

0,8 . 10

389133,8359

0,233

10020871,3

0,192

1
10133693,6

0,164

4
9210268,30

0,151
0,134

2
7731135,815
5807967,69

0,109

9
3570035,19

7745661,993

2

g = 9,78 m/s2
4.2 Grafik tegangan terhadap regangan
4.2.1 Penambahan

E=

ƩE
6

= 8130590,542 N/m2

4.2.2 Pengurangan

E=

ƩE
6

= 7745661,993 N/m2

4.2.3 E rata – rata
E rata-rata

=

E penambahan+ E pengurangan
2
¿

8130590,542+7745661,993
=7938126,2 N /m2
2

4.2.4 Selisih E
∆ = E penambahan – E pengurangan
= 8130590,542 - 7745661,993 = 384928,549

N /m2

Tegangan (x 104) (Nm-2)

Penambahan beban
120
100
80
60
40
20
0
0

0.05

0.1

0.15

Regangan

y = 173.23x + 53.612
R² = 0.721
Gambar 1. Grafik Penambahan Beban

0.2

0.25

Tegangan (x 104) (Nm-2)

Pengurangan beban
120
100
80
60
40
20
0
0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0.22

0.24

Regangan

y = 530.8x - 9.512
R² = 0.7944
Gambar 2. Grafik Pengurangan Beban
4.3 Pembahasan

Setelah melaksanakan praktikum, ternyata didapat hasil-hasil tadi. Dan
ternyata hasil praktikum ini tidak sesuai dan agak menyimpang dari teori-teori
yang ada. Yang pertama bisa dilihat dari hasil pengamatan pada tabel pengurangan
berat beban. Setiap dikurangi beban, kawat seharusnya akan kembali ke ukuran
semula, tetapi kenyataannya kawat tidak kembali ke ukuran semula seperti yang
dapat dilihat dari dalam grafik, grafik memang linier, tetapi agak bengkok,
sehingga tidak konstan dan grafik malah konstan pada periode beban 0,5 kg,
padahal dalam teori seharusnya grafik tersebut linier dan bernilai konstan.
Selanjutnya dalam tabel penambahan berat beban, didapat hasil yang sangat
menyimpang dari teori. Dalam teori disebutkan bila beban/gaya ditambah,
seharusnya penambahan panjang yang konstan. Tetapi dalam praktikum
kenyataannya lain. Setiap penambahan beban, didapat hasil yang tidak beraturan,
sehingga grafik menjadi tidak beraturan.

Pada praktikum kali ini, yaitu percobaan ” Modulus Young” terdapat hasil
yang kurang memuaskan, sebab nilai ∆ nya relatif besar yaitu 384928,549
N /m2 , seharusnya nilai ∆ nya adalah 0 karena benang nilon (kawat)
mempunyai nilai elastis yang relatif besar yaitu 5.109.
Pada praktikum kali ini pun kami mengalami banyak kesulitan dalam
menghitung hasil. Hal ini dikarenakan pada saat perhitungan data percobaan
tersebut, yaitu keterbatasan alat ukur, benang nilon yang digunakan sudah
berkurang keelastisitasan-nya karena shift kami adalah shift yang terakhir
sehingga keelastisitasan benang nilon sudah berkurang, arah pandang dalam hal
membaca skala yang sulit karena pengukurnya menjadi miring ketika beban
ditambahkan ke benang nilon yang satunya , dan keterbatasan keterampilan
pratikan yang masih sangat membutuhkan latihan.

Bab V
PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Dari pratikum yang kita lakukan kali ini kita dapat mengambil kesimpulan
sebagai berikut :
1. Besarnya pertambahan panjang sebuah benda tidak hanya bergantung pada
gaya yang diberikan pada benda tersebut, tetapi juga pada bentuk materi
pembentuk dan dimensinya yaitu konstanta k.
2. Dalam melakukan percobaan dan perhitungan pada saat pratikum sangat
dibutuhkan ketelitian.
3. Besar modulus young dari benang nylon yang kita gunakan dalam
pratikum ini adalah 384928,549

N /m2

4. Semakin berat beban yang diberikan maka tegangan akan semakin besar,
begitu pula dengan regangannya semakin berat beban yang diberikan maka
regangan akan semakin besar. Jadi tegangan dan regangan berbanding
lurus.

5.2 Saran
Didalam melakukan sebuah pratikum sangat dibutuhkan ketelitian
sehingga percobaan yang kita lakukan bisa benar. Disamping itu juga, sebelum
melakukan suatu percobaan hendaknya pratikan harus menguasai materi yang
akan dipratikumkan sehingga percobaan berjalan lancar.

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen.2004. Fisika untuk SMA Kelas XI. Bandung: Erlangga
Zaida. 2008. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Bandung: Fakultas Teknologi
Industri Pertanian Universitas Padjadjaran
http://www.gobookee.org/get_book.php?
u=aHR0cDovL25vdmFudXJmYXV6aWF3YXRpLmZpbGVzLndvcmRwcmVzcy
5jb20vMjAxMi8wMS9tb2R1bC0zLW1vZHVsdXMteW91bmcucGRmCkxBUE9
SQU4gUFJBS1RJS1VNIEZJU0lLQSBEQVNBUiBNT0RVTCAzIE1PRFVMVV
MgWU9VTkc= (diakses pada Rabu, 20 November 2013 pukul 21:22)
morotmip.2013.modulus young
laporan.http://moromekanik.blogspot.com/2009/10/modulus-young-laporan.html
(diakses pada Rabu, 20 November 2013 pukul 22:20)

LAMPIRAN

Gambar 3. ketika
alat diberi beban

Gambar 4. ketika
alat selesai
dipasang

Gambar 5. beban
yang akan
diujikan ke kawat