🔬 Praktikum Modulus Elastisitas
1. Area Simulasi — Meja Laboratorium
Visualisasi realistis alat praktikum: dua kawat digantung pada penyangga besi, dilengkapi vernier scale untuk mengukur pertambahan panjang, beban gantung logam, serta akses ke kaliper mikrometer dan mistar virtual.
2. Tabel Data Pengamatan
Data tercatat otomatis setiap kali Anda menambah/mengurangi beban. Modulus Young dihitung dari rata-rata data σ vs ε.
| Ke | Beban m (kg) | Gaya F (N) | Tegangan σ (MPa) | ΔL Tambah (mm) | ΔL Kurang (mm) | Regangan ε (×10⁻⁴) | E (GPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Belum ada data. Mulailah menambah beban setelah mengukur diameter dan panjang. | |||||||
🎯 Hasil Perhitungan Modulus Young
3. Petunjuk Penggunaan
- Ukur Diameter Kawat: Klik "🔧 Ukur dengan Mikrometer". Putar thimble hingga mengapit kawat, atau klik "🎲 Acak Nilai" untuk simulasi realistis. Baca skala:
Skala Utama + (Nonius ke-n × 0,01 mm). - Ukur Panjang Awal: Klik "📏 Ukur dengan Mistar". Geser mistar atau klik " Acak Nilai". Catat nilai dalam meter.
- Jalan Pintas: Klik tombol " Acak Nilai Realistis" untuk mengisi diameter & panjang sekaligus secara otomatis.
- Tambah Beban Bertahap: Klik "➕ Tambah Beban 0,5 kg" hingga 5 kali. Tunggu ~10 detik (animasi), baca ΔL pada vernier scale.
- Kurangi Beban Bertahap: Klik "➖ Kurangi Beban 0,5 kg" hingga habis untuk menguji elastisitas sempurna.
- Perhatikan Tabel Data: Tegangan (σ = F/A) dan regangan (ε = ΔL/L₀) dihitung otomatis. Modulus Young (E = σ/ε) muncul di bagian bawah.
Rumus Utama:
σ = F / A • ε = ΔL / L₀ • E = σ / ε = (F · L₀) / (A · ΔL)
dengan A = π·d²/4, F = m·g, g = 9,81 m/s²
4. Teori / Dasar Hukum
Pengenalan: Hukum Hooke dan Elastisitas
Robert Hooke (1678) merumuskan bahwa dalam batas elastis, pertambahan panjang suatu benda sebanding dengan gaya yang bekerja padanya. Konsep ini menjadi dasar pengukuran Modulus Elastisitas (Modulus Young), yaitu ukuran kekakuan suatu bahan. Thomas Young (1773) kemudian memformalkan konsep ini menjadi besaran yang kita kenal sekarang.
Dasar Teori
Ketika suatu kawat ditarik dengan gaya F, ia mengalami tegangan (stress) σ = F/A dan regangan (strain) ε = ΔL/L₀. Dalam batas elastis, hubungan keduanya linier:
σ = E · ε → E = (F · L₀) / (A · ΔL)
dengan E = Modulus Young (Pa), A = luas penampang (m²), L₀ = panjang awal (m), ΔL = pertambahan panjang (m). Semakin besar nilai E, semakin kaku bahan tersebut (contoh: baja ≈ 200 GPa, karet ≈ 0,01–0,1 GPa).
Alat yang Digunakan
- Dua utas kawat: satu sebagai referensi (beban tetap), satu sebagai kawat uji.
- Vernier Scale: mengukur ΔL yang sangat kecil (ketelitian 0,01 mm).
- Kaliper Mikrometer: mengukur diameter kawat (ketelitian 0,01 mm).
- Mistar/Rollmeter: mengukur panjang awal kawat.
- Beban Gantung: memberikan gaya tarik terukur (0,5 kg tiap beban).
Tujuan Praktikum
- Memahami konsep tegangan-regangan tarik dan modulus elastisitas.
- Menentukan modulus elastisitas (Modulus Young) suatu bahan kawat.
- Menguji elastisitas sempurna melalui siklus loading-unloading.