BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Pegas
menjadi benda yang sudah biasa bagi kita. Dalam sehari-hari kita sering
memanfaatkannya baik untuk membantu memperingankan pekerjaan kita maupun
diaplikasikan kedalam konsep lain. Misalnya sepeda motor, seandainya tidak ada
pegas yang menopang kita, maka kita akan merasa tidak nyaman dalam menaiki
sepeda motor tersebut ketika kita melewati jalanan yang tidak rata maupun
berlubang. Penerapan pegas yang lainnya seperti terdapat pada standar sepeda,
tanpa ada pegas pada standar sepeda maka standar tidak akan kembali lagi ke
posisi vertikal. Dan masih banak lagi aplikasi pegas dalam kehidupan
sehari-hari kita.
Ketika suatu pegas di tarik lalu kita lepaskan maka pegas akan kembali lagi ke bentuk atau
posisi semula dan hal inilah yang di maksud dengan gaya pegas. Pegas juga
memiliki sifat yang unik, yaitu sifat elastis. Untuk lebih mendalami tentang
pegas, kita akan menguraikannnya dalam makalah ini.
B.
Rumusan
Masalah
1.
Bagaimana
hubungan pertambahan gaya pada pegas?
2.
Bagaimana
cara menentukan konstanta pegas?
3.
Mengapa
percobaan dilakukan lebih dari 1 kali variasi data?
4.
Apakah
percobaan menghasilkan angka yang konsisten?
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A.
Landasan
Teori
Robert Hooke pada tahun 1676, mengusulkan suatu
hukum fisika menyangkut pertambahan panjang sebuah benda elastik yang dikenai
oleh suatu gaya. Menurut Hooke, pertambahan panjang berbanding lurus dengan
gaya yang diberikan pada benda. Secara matematis, hukum Hooke ini dapat
ditulis sebagai berikut :
F=-k x
Dengan
F = gaya yang bekerja (N)
k = konstanta gaya (N/m)
x = pertambahan panjang (m)
Tanda negatif (-) dalam persamaan
menunjukkan berarti gaya pemulih berlawanan arah dengan perpanjangan.
”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, kita bisa melakukan percobaan pada pegas.
Selisih panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya disebut pertambahan
panjang( l).
Seperti kita menyelidiki sifat elastisitas
bahan, kita juga mengukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang
diberikan.Dalam hal ini,gaya yang diberikan sama dengan berat benda = massa x
percepatan gravitasi.
1.Tegangan
Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi
antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampang (A)
|
Gaya luar (F)
Tegangan (σ) =
Luas permukaan (A)
|
oleh benda tersebut adalah
Tegangan adalah besaran skalar dan memiliki
satuan Nm-2 atau Pascal (Pa).Berdasarkan arah gaya dan pertambahan
panjangnya (perubahan bentuk),tegangan dibedakan menjadi 3 macam,yaitu tegangan
rentang,tegangan mampat,dan tegangan geser.
2. Regangan
Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi
antara pertambahan panjang ΔL dengan panjang awalnya L.
|
Pertambahan panjang (∆l)
Regangan (e) =
Panjang mula-mula(lo)
|
oleh benda tersebut adalah
Karena L sama-sama merupakan dimensi panjang,
maka regangan tidak mempunyai satuan (regangan tidak mempunyai dimensi).
Regangan merupakan ukuran perubahan bentuk benda dan merupakan tanggapan yang
diberikan oleh benda terhadap tegangan yang diberikan.
3. Modulus Elastisitas
Ketika sebuah gaya diberikan pada sebuah
benda,maka ada kemungkinan bentuk sebuah benda berubah. Secara umum, reaksi
benda terhadap gaya yang diberikan dicirikan oleh suatu besaran yang disebut
modulus elastik.
Jika hubungan antara tegangan dan regangan
dirumuskan secara matematis, maka akan diperoleh persamaan berikut :
|
Tegangan
(σ)
Modulus elastisitas (E) =
Regangan (e)
|
|
F
A Flo
E = =
∆l A∆l
lo
|
Sehingga
Ini adalah persamaan matematis dari Modulus
Elastis (E) atau modulus Young (Y). Jadi, modulus elastis sebanding dengan Tegangan
dan berbanding terbalik Regangan.
Ketika sebuah gaya diberikan pada sebuah
benda,maka ada kemungkinan bentuk sebuah benda berubah. Secara umum, reaksi
benda terhadap gaya yang diberikan dicirikan oleh suatu besaran yang disebut
modulus elastik.
B.
Hipotesis
Hipotesis
merupakan jawaban sementara dari suatu permasalahan yang sifatnya masih
sementara dan masih lemah serta perlu pembuktian lebih lanjut. Berdasarkan
rumusan masalah yang telah diuraikan sebelumnya, maka hipotesis dalam
penelitian ini adalah : 1) Semakin besar gaya yang diberikan kepada sebuah
pegas maka semakin besar pertambahan panjang pegas tersebut. 2) Konstanta pegas
dapat ditentukan dengan membagi gaya pada suatu pegas dengan pertambahan
panjang pada pegas tersebut. 3) Pada percobaan ini diperlukan 1 variasi data
karena konstanta pegas bergantung kepada besar kecilnya gaya dan pertambahan
panjang pada pegas tersebut. 4) Percobaan akan menghasilkan angka yang
konsisten apabila yang dilakukan percobaan itu adalah konstanta pegasnya.
BAB III
METODE PERCOBAAN
A.
Alat
dan bahan
-Laptop
-Aplikasi hookes-law_in
B.
Definisi
operasional variable
1). Variable Bebas
Gaya
F(N) dapat dimanipulasi dengan cara mengubah-ubah nilainya mulai dari 4 N, 6 N,
10 N, 12 N, 26 N, 32 N, 39 N, 49 N, 70 N dan 82 N. Besar beban (dari
pertambahan gaya yang diukur menggunakan pegas elektronik). Gaya diketahui dari
penentuan masing-masing kelompok.
2).
Variabel Terikat
Perpanjangan
∆x atau pertambahan panjang pegas pada setiap gaya yang diberikan, dapat
diketahui apabila telah menceklis kotak nilai. Maka, nilai perpanjangan ∆x akan
muncul pada pertengahan pegas tersebut.
3). Variabel Kontrol
|
F
∆x
|
C.
Langkah
Kerja
1.
Siapkan
laptop, computer, notebook atau semacamnya
2.
Buka
file aplikasi hookess-law-in
3.
Saat
filenya sudah terbuka pilih bagian pengantar diantara ketiga pilihannya (pengantar,
system dan energy)
4.
Setelah
menunggu beberapa detik akan muncul gambar pegas lalu klik semua kotak yang ada
di aplikasi (gaya yang dikenakan, gaya pegas, perpindahan, posisi setimbang
dan nilai).
5.
Setelah
di klik, tentukan konstanta pegas 500 N/m
6.
Mulailah
percobaan pegas
7.
Lalu
gunakan gaya di atas angka nol dan pilihlah gaya sesuai yang diinginkan dan
tulis perpanjangannya.
8.
Dan
yang terakhir catat hasil analisis tersebut pada sebuah kertas dengan format
tabel hasil analisis.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil
dan Analisis
1.
Hasil Pengamatan
|
F(N)
|
∆x(m)
|
|
0.008
|
4
|
|
0.012
|
6
|
|
0.02
|
10
|
|
0.024
|
12
|
|
0.052
|
26
|
|
0.064
|
32
|
|
0.078
|
39
|
|
0.098
|
49
|
|
0.14
|
70
|
|
0.164
|
82
|
2.
Analisis Data
Mencari
nilai konstanta
Data
1
F :
∆x = 4 : 0,008 = 500 N/m
Data
2
F :
∆x = 6 : 0,012 = 500 N/m
Data
3
F :
∆x = 10 : 0,020 = 500 N/m
Data
4
F :
∆x = 12 : 0,024 = 500 N/m
Data
5
F :
∆x = 26 : 0,052 = 500 N/m
Data
6
F :
∆x = 32 : 0,064 = 500 N/m
Data
7
F :
∆x = 39 : 0,078 = 500 N/m
Data
8
F :
∆x = 49 : 0,098 = 500 N/m
Data
9
F :
∆x = 70 : 0,140 = 500 N/m
Data
10
F :
∆x = 82 : 0,164 = 500 N/m
Luas daerah di grafik
Luas
= k. ∆x Sama dengan F = -k. ∆x
= 500. 0,008 = 4 N
B.
Pembahasan
Pada percobaan tentang Hukum Hooke
pada pegas, kami mencari nilai konstanta pegas. Pada data pertama diketahui
bahwa F = 4 N dan ∆x = 0,008 m, maka konstanta pegas yang didapat adalah 500
N/m. Pada data kedua diketahui bahwa F = 6 N dan ∆x = 0,012 m, maka konstanta
pegas yang didapat adalah 500 N/m. Pada data ketiga diketahui bahwa F = 10 N dan ∆x = 0,020 m, maka konstanta pegas
yang didapat adalah 500 N/m. Pada data keempat diketahui bahwa F = 12 N dan ∆x
= 0,024 m, maka konstanta pegas yang didapat adalah 500 N/m. Pada data kelima
diketahui bahwa F = 26 N dan ∆x = 0,052 m, maka konstanta pegas yang didapat
adalah 500 N/m. Pada data keenam diketahui bahwa F = 32 N dan ∆x = 0,064 m,
maka konstanta pegas yang didapat adalah 500 N/m. Pada data ketujuh diketahui
bahwa F = 39 N dan ∆x = 0,078 m, maka konstanta pegas yang didapat adalah 500
N/m. Pada data kedelapan diketahui bahwa F = 49 N dan ∆x = 0,098 m, maka
konstanta pegas yang didapat adalah 500 N/m. Pada data kesembilan diketahui
bahwa F = 70 N dan ∆x = 0,140 m, maka konstanta pegas yang didapat adalah 500
N/m. Dan pada data kesepuluh diketahui bahwa F = 82 N dan ∆x = 0,164 m, maka
konstanta pegas yang didapat adalah 500 N/m. Pada percobaan ini menghasilkan
nilai konstanta pegas yang konsisten. Semakin besar gaya yang diberikan kepada
sebuah pegas maka semakin besar pertambahan panjang pegas tersebut.
Pada percobaan daerah grafik, luas daerah
grafik dicari dengan persamaan :
Luas
= k. ∆x
Berdasarkan hukum Hooke ini dapat ditulis
sebagai berikut :
F=-k x
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan
hasil analisis data dan pembahasan yang telah kami lakukan, dapat disimpulkan
sebagai berikut :
1.
Semakin
besar gaya yang diberikan kepada sebuah pegas maka semakin besar pertambahan
panjang pegas tersebut
2.
Konstanta
pegas dapat ditentukan dengan membagi gaya pada suatu pegas dengan pertambahan
panjang pada pegas tersebut.
3.
Pada
percobaan ini diperlukan 1 variasi data karena konstanta pegas bergantung
kepada besar kecilnya gaya dan pertambahan panjang pada pegas tersebut.
4.
Percobaan akan menghasilkan angka yang
konsisten apabila yang dilakukan percobaan itu adalah konstanta pegasnya.
5.
Luas
daerah grafik sama dengan nilai besar gaya
6.
Nilai
konstanta pegas akan bernilai tetap, apabila pada saat mencari nilai
perpanjangan, menggunakan nilai konstanta pegas yang tetap.
7.
Mencari
luas grafik menggunakan dasar hokum hooke
Daftar pustaka
tesis Jamaluddin
erwinrohadi.blogspot.co.id/2012/06/hubungan-antara-gaya-pegas-konstanta.html?m=1
Comments
Post a Comment
Thank's for a lot