1. Judul Percobaan: Menentukan Konstanta Elastisitas (k) & Menentukan Percepatan Gravitasi (g)

2. Tujuan Percobaan : - Untuk dapat menentukan konstanta elastisitas (k) dari bahan pegas atau

karet pentil.

- Untuk dapat menentukan percepatan gravitasi (g) disuatu tempat.

3. Teori Dasar

Elastisitas

Hukum Hooke menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada pegas sebanding dengan konstanta

pegas dan pertambahan panjang pegas. Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah pegas hingga

pegas terenggang, maka pegas tersebut akan memberikan gaya reaksi sebesar :

Infut F Output ∆x

Dengan : F = gaya tarik atau tekan (N)

k = tetapan (konstanta) pegas (N/m)

∆x = perubahan panjang (m) Hukum Hooke untuk susunan pegas;

Susunan seri

Dua buah pegas ideal disusun secara seri dapat diganti dengan sebuah pegas pengganti.

Konstanta pegas pengganti seri ks yang dinyatakan oleh persamaan :

Gb. 1 dua pegas disusun seri

Untuk susunan dari beberapa pegas ideal yang disusun seri, tetapan pegas pengganti dinyatakan

oleh persamaan :

Susunan paralel

Konstanta pegas pengganti pararel kp untuk dua pegas ideal atau lebih yang disusun pararel

dinyatakan oleh persamaan :

1/k F = - k . ∆x

ks= k 1. k2k 1+k 2

1ks

= 1k 1

+ 1k 2

+ 1k 3

+…

Gb. 2. : dua pegas disusun pararelGravitasi

Percepatan gravitasi bumi besarnya 9,789 m/s2 pada permukaan laut di khatulistiwa dan

9,832 pada permukaan laut di kutub utara. Untuk mudahnya di buku – buku teks fisika sekolah

besarnya percepatan gravitasi bumi di ambil nilai rata – ratanya lalu dibulatkan menjadi 9,8

m/s2. namun cukup sulit bukan menghitung jika menggunakan percepatan gravitasi 9,8 m/s2

tanpa menggunakan kalkulator? Karenanya sering kali di sekolah kita menggunakan percepatan

gravitasi yang lebih dibulatkan lagi menjadi 10 m/s2 jadi perhitungannya sekarang jauh lebih

gampang . Apa yang menentukan besar percepatan gravitasi? Yang menentukannya adalah

massa benda yang menyebabkan percepatan gravitasi (selama kita di bumi, benda yang

menyebabkan percepatan gravitasi adalah bumi ) dan jarak dari pusat benda tersebut. Nah, apa

yang menyebabkan percepatan grafitasi di permukaan laut khatulistiwa dan permukaan laut

permukaan utara berbeda? Hal ini disebabkan karena bentuk bumi yang pepat, diameter

khatulistiwanya sebesar 12.756,28 km sedangka diameter kutubnnya sebesar 12.713,56 km.

Karena kutub lebih dekat sekitar 42 km ke pusat bumi, maka percepatan gravitasi di kutub

menjadi lebih besar. Kalau kamu pergi kegunung yang tinggi atau naik pesawat, maka jarakmu

terhadap pusat bumi semakin jauh maka percepatan gravitasi bumi semakin kecil. Jadi keadaan

tinggi rendahnya permukaan bumi sangat menentukan besarnya percepatan gravitasi di suatu

tempat.

4. Alat dan Bahan

a. Percobaan 1 : Menentukan Konstanta Elastisitas (k)

Pegas

Karet pentil sepeda

Statif

Penjepit

Mistar

Kp=k1+k2+k3+....

Bahan gantung 1 set

Benang kasur

b. Percobaan 2 : Menentukan percepatan Gravitasi

Bandul ayunan sederhana

Mistar

Stopwacth / alat ukur waktu

Benang kasur sebagai pengikat

5. Langkah Kerja

a. Menentukan Konstanta Elastisitas (k)

Ikat kedua ujung karet pentil dengan benang kasur

Ikatkan salah satu ujung karet yang telah diberi tali pada statif

Ikatkan penjepit pada ujung yang lainnya

Ukur panjang karet awal (ℓ0)

Gantungkan bahan gantung pada penjepit

Ukur kembali pertambahan panjang tali (ℓ)

Lakukan tahapan 5-6 secara berulang, sampai bahan gantung berjumlah empat buah

Hitung kemudian catat hasil.

b. Menentukan Kecepatan Gravitasi

Potong tali kasur sepanjang 60 cm

Ikatkan salah satu ujung tali pada bandul ayunan dan ikatkan ujung yang lainnya pada

statif

Ayunkan bandul tersebut dan catat lamanya ayunan dengan menggunakan stopwach

Lakukan tahapan-tahapan diatas sampai didapat hasil yang konstan dengan

membedakan panjang tali

Bandingkan hasil percobaan tersebut.

6. Tabel Data Percobaan

Tabel data percobaan elastisitas

No.MassaBeban(Kg)

ℓ0

(m)ℓ

(m)

∆x(ℓ-ℓ0)(m)

F=W(mg)(N)

K(N/m)

Ket

1 0,05 kg 0,26 m 0,275 m 0,015 m 0,47 N 31,33 N/m2 0,1 kg 0,26 m 0,295 m 0.035 m 0.94 N 26,85 N/m3 0,15 kg 0,26 m 0,325 m 0,065 m 1,41 N 21,69 N/m4 0,2 kg 0,26 m 0,355 m 0,095 m 1,88 N 19,78 N/m

Rata-rata konstanta elastisitas bahan (k) hasil perhitungan 24,91 N/m

Tabel data percobaan ayunan bandul sederhana

No

PanjangTali

Ayunan (L)(m)

Waktu 10Kali

Ayunan(s)

Periode T(1 Kali Ayunan)

(s)

T2

(s2)

PercepatanGravitasi

(g)(m/s2)

1 0,6 m 15.96 s 1,59 s 2,5281 99.36 m/s2

2 0.5 m 14.90 s 1,49 s 2,2201 8,88 m/s2

3 0,4 m 12.80 s 1,28 s 1,6384 9,62 m/s2

4 0,3 m 11.09 s 1,10 s 1,21 9,77 m/s2

Rata-rata (g) hasil perhitungan 9,40 m/s2

7.Grafik dan Perhitungan

Jika hasil yang diperoleh digambarkan dalam bentuk grafik antara gaya berat benda (F) dengan

pertambahan panjang pegas (x), akan tampak pada grafik berikut :

Dari grafik:

• Garis lurus 0 – A : F sebanding dengan x

• Garis A – B : batas linearitas pegas

• Garis 0 – B : daerah elastis

• Garis B – C : daerah plastis

Maka, besar konstanta elastisitas bahan dapat dihitung:

8. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut:

0Pertambahan panjang x

Batas elastisitasBatas

linearitas

Daerah elastis

Daerah plastis

Gay

a F

Titik patah

A

B

C

K = F / ∆x

Percepatan gravitasi dapat dihitung dengan menggunakan bandul sederhana

Semakin panjang tali semakin lama beban untuk melakukan satu getaran.

Hasil rata-rata percepatan gravitasi bandul sederhana adalah 9,40 m /s2

Periode berbanding terbalik dengan percepatan gravitasi.