Download Laporan PEGAS Fisika

RUMUSAN MASALAH

    1. Bagaimana hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan         panjang pegas ?

    2. Bagaimana cara menentukan besar konstanta elastisitas sistem         pegas ?

TUJUAN

      1. Mempelajari hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan         panjang pegas

      2. Menentukan besar konstanta elastisitas sistem pegas

METODOLOGI EKSPERIMEN

Download Lengkap Laporan (PDF)

Teori Singkat

Benda tegar adalah suatu model yang sangat bermanfaat, tetapi peregangan, peremasan, dan pemuntiran benda nyata saat gaya-gaya dilakukan dengan sering kali sangat penting dan tidak dapat diabaikan begitu saja. Untuk setiap jenis deformasi terdapat suatu besaran yang disebut tegangan. Tegangan menyatakan kekuatan dan gaya-gaya yang menyebabkan penarikan, peremasan atau pemuntiran, dan biasanya dinyatakan dalam bentuk “gaya per satua luas”. Besaran lain adalah regangan, yang menyatakan hasil deformasinya. Saat tegangan dan regangan cukup kecil, kita seringkali menemukan keduanya berbanding lurus, dan kita menyebut konstanta perbandingannya sebagai modulus elastisitas. Semakin kuat anda menarik suatu benda maka semakin panjang benda itu, dan semakin kuat anda meremas maka benda itu akan semakin tertekan. Pola umum yang muncul dapat dirimuskan sebagai

Tegangan/Regangan = Modulus elastisitas (Hukum Hooke)

Perbandingan antara tegangan dan regangan disebut hukum Hooke, dinamakan menurut Robert Hooke (1635-1703), seorang penerus Newton (Young dan Freedman, 2002 : 334-335).

Perilaku elastisitas yang paling mudah untuk dimengerti adalah penarikan sebuah batang, tingkat, atau kawat ketika ujung-ujungnya ditarik. Hal ini dapat dimisalkan pada sebuah batang yang mengalami penarikan, batang ini diberi luas penampang homigen A yang ditarik pada ujung-ujungnya oleh gaya F yang sama besar g berlawanan arah. Maka dapat dikatakan bahwa benda berada dalam tegang. Pada hakikatnya tegangan pada tali dan kawat memiliki konsep yang sma (Young dan Freedman, 2002 : 335).

Benda apapun akan berubah bentuk karena bekerjanya gaya yang diberikan padanya. Akan tetapi, jika gaya-gaya yang diberikan cukup besar, maka benda akan patah atau mengalami faktor. Jika sebuah gaya diberikan pada benda, seperti batang logam yang digantung vertikal, panjang benda berubah. Jika besar perpanjangan, l, lebih kecil dibandingkan dengan panjang benda, eksperimen menunjukkan bahwa l sebanding dengan berat atau gaya yang diberikan pada benda. Perbandingan ini, sebagaimana kita ketahui eksperimen di atas, maka dapat dituliskan dalam persamaan : F = kl . Di sini F menyatakan gaya (atau berat) yang menarik benda, l adalah perubahan panjang, dan k adalah konstanta pembanding (Giancoli, 2001 : 299).

Dari persamaan F = kl , yang kadang-kadang disebut hukum Hooke, dan Robert Hooke (1635-1703) yang pertamakali menemukannya, ternyata berlaku untuk hampir semua materi padat dari besi sampai tulang, tetapi hanya sampai suatu batas tertentu. Karena jika gaya terlalu besar, benda meregang sangat besar dan akhirnya patah. Dari eksperimen di atas menunjukkan grafik yang khas dari pertambahan panjang terhadap gaya yang diberikan. Sampai satu titik yang disebut batas proporsional, dari persamaan F = -kl merupakan pendekatan yang baik untuk banyak materi umum, dari kurvanya merupakan garis lurus. Setelah titik ini, grfik menyimpang dan garis lurus, dan tidak ada satu hubungan sederhana antara F dan l . Meskipun demikian, sampai suatu titik yang lebih jauh sepanjang kurva yang disebut batas elastis, benda akan kembali panjangnya semula jika gaya dilepaskan. Daerah dari titik awal ke batas elastis disebut daerah elastis. Jika benda diregangkan melewati batas elastis, ia memasuki daerah plastik yaitu benda akan kembali ke panjang awalnya (Giancoli, 2001 : 299-300).

Gaya maksimum yang dapat diberikan tanpa benda tersebut patah disebut kekuatan ultimat dan materi tersebut. Besarnya pertambahan panjang sebuah benda, seperti batang, tidak halnya bergantung pada gaya yang diberikan padanya, tetapi juga pada materi pembentuk dan dimensinya. Jadi, makin panjang benda, makin besar pertambahan panjangnya untuk suatu gaya tertentu, dan makin tebal benda tersebut, maka makin kecil pertambahannya panjangnya. Hal ini dapat dituliskan ke dalam bentuk persamaan yaitu : l = I/E.F/A l0

Dimana l0 adalah panjang awal benda, A adalah luas penampang lintang, dan l merupakan perubahan panjang ujung yang disebabkan gaya F yang diberikan. E adalah konstanta perbandingan yang disebut sebagai modulus elastis atau modulus Young, dan nilainya hanya bergantung pada materi (Giancoli, 2001 : 300).

Posisi pegas sebelum ditarik atau ditekan oleh beban massa berada pada titik kesetimbangan. Apabila pegas ditarik ke bawah dengan simpangan sebesar x kemudian dilepaskan, maka pegas akan bergerak naik – turun di sekitar titik kesetimbangannya secara berulang (periodik) selama simpangan tidak terlalu besar. Dengan kata lain, pegas melakukan getaran. Getaran ini disebut gerak harmonis sederhana. Pegas dapat melakukan gerak harmonik sederhana karena adanya gaya pegas yang berfungsi sebagai gaya pemulih yang selalu melawan arah simpangan.