prk.elastisitas pegas

The Learning university

ELASTISITAS PEGAS

Disusun Oleh :

SILFIA DWI ANANDA/120351402784/Kelompok 2/Off A

Prodi Pendidikan IPA

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

SEMESTER GANJIL 2013/2014

PERCOBAAN ELASTISITAS PEGAS

A. Tanggal Percobaan

25 September 2013

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana prinsip hukum hooke ?

2. Bagaimana hubungan F dengan ∆x ?

3. Bagaimana hubungan F dengan m ?

4. Bagaimana hubungan m dengan ∆x ?

5. Bagaimana nilai k (elastisitas) pada pegas yang sama dengan beban yang berbeda ?

6. Bagaimana nilai k (elastisitas) pada susunan pegas seri dan parallel

C. Tujuan Percobaan

1. Mahasiswa mampu menjelaskan mengenai prinsip hukum hooke

2. Mahasiswa mampu menjelaskan hubungan F dengan ∆x

3. Mahasiswa mampu menjelaskan hubungan F dengan m

4. Mahasiswa mampu menjelaskan hubungan m dengan ∆x

5. Mahasiswa mampu menjelaskan nilai k (elastisitas) pada pegas yang sama dengan

beban yang berbeda

6. Mahasiswa mampu menjelaskan nilai k (elastisitas) pada seri dan paralel

D. Alat dan Bahan

1. Neraca pegas

2. Pegas

3. Beban yang bervariasi

4. Klip penjepit

5. Meteran

E. Langkah Kerja

1. Percobaan menggunakan satu pegas

a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan percobaan

b.Mengukur panjang pegas mula-mula (dicatat sebagai x0 )

c. Menghitung massa masing-masing beban (dicatat sebagai m)

d.Mengaitkan beban pada pegas

e. Menghitung panjang pegas setelah diberi beban (dicatat sebagai x)

f. Mengulangi percobaan sebanyak 5 kali dengan massa yang bervariasi

g.Membuat data pengamatan

2. Percobaan menggunakan dua pegas secara seri

a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan percobaan

b. Merancang dua pegas secara seri

c. Mengukur panjang pegas mula-mula (dicatat sebagai x0 )

d. Menghitung massa masing-masing beban (dicatat sebagai m)

e. Mengaitkan beban pada pegas

f. Menghitung panjang pegas setelah diberi beban (dicatat sebagai x)

g. Mengulangi percobaan sebanyak 5 kali dengan massa yang bervariasi

h. Membuat data pengamatan

3. Percobaan menggunakan dua pegas secara paralel

i. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan percobaan

j. Merancang dua pegas secara paralel

k. Mengukur panjang pegas mula-mula (dicatat sebagai x0 )

l. Menghitung massa masing-masing beban (dicatat sebagai m)

m. Mengaitkan beban pada pegas

n. Menghitung panjang pegas setelah diberi beban (dicatat sebagai x)

o. Mengulangi percobaan sebanyak 5 kali dengan massa yang bervariasi

p. Membuat data pengamatan

(1) (2) (3)

(1) Susunan alat untuk percobaan menggunakan satu pegas

(2) Susunan alat untuk percobaan menggunakan dua pegas secara seri

(3) Susunan alat untuk percobaan menggunakan dua pegas secara paralel

F. Data Pengamatan


NO

Massa beban

(gr)

Panjang Pegas (m)

∆xk

x0 x

1 100 0.15 0.51 0.36 2.78

2 110 0.15 0.55 0.40 0.40

3 120 0.15 0.65 0.50 0.50

k rata-rata 2.64


N

O

Massa

beban

(gr)

Panjang Pegas (m) ∆ x k

k totalX o A X o B X A X B A B A B

1 50 0.15 0.18 0.28 0.31 0.13 0.13 3.85 3.85 1.93

2 60 0.15 0.18 0.43 0.36 0.28 0.18 2.14 3.33 1.30

3 70 0.15 0.18 0.46 0.39 0.31 0.21 2.26 3.33 1.35

K rata-rata 1.53


N

O

Massa

beban

(gr)

Panjang Pegas (m) ∆ x k

k totalX o A X o B X A X B A B A B

1 50 0.15 0.15 0.20 0.20 0.05 0.05 10 10 20

2 60 0.15 0.15 0.22 0.22 0.07 0.07 8.6 8.6 17.2

3 70 0.15 0.15 0.24 0.24 0.09 0.09 7.8 7.8 15.6

k rata-rata 17.6

G. Analisis Data

Jika sebuah pegas ditarik dengan gaya tertentu, maka panjangnya akan berubah.

Semakin besar gaya tarik yang bekerja, semakin besar pertambahan panjang pegas tersebut.

Ketika gaya tarik dihilangkan, pegas akan kembali ke keadaan semula. Jika beberapa pegas

ditarik dengan gaya yang sama, pertambahan panjang setiap pegas akan berbeda. Perbedaan

ini disebabkan oleh karakteristik setiap pegas. Karateristik suatu pegas dinyatakan dengan

konstanta pegas (k).

Hukum Hooke menyatakan bahwa jika pada sebuah pegas bekerja sebuah gaya, maka

pegas tersebut akan bertambah panjang sebanding dengan besar gaya yang bekerja padanya.

Secara matematis, hubungan antara besar gaya yang bekerja dengan pertambahan panjang

pegas dapat dituliskan sebagai berikut:

F = -kΔ x

F = -kΔx

mg = - kΔx

Keterangan :

F = gaya yang bekerja (N)

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = Selisih antara panjang akhir (xt) dan panjang awal (xo)

Tanda negative menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah

berlawanan dengan simpangan x. Ketika kita menarik pegas ke kanan maka x bernilai

positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah dengan simpangan x). Sebaliknya jika

pegas ditekan, x berarah ke kiri (negatif), sedangkan gaya F bekerja ke kanan. Jadi gaya F

selalu bekeja berlawanan arah dengan arah simpangan x. Konstanta pegas berkaitan

dengan elastisitas sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah

pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas.

Sebaliknya semakin elastis sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin kecil

gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas. Untuk meregangkan pegas sejauh x,

kita akan memberikan gaya luar pada pegas, yang besarnya sama dengan F = +kx. Hasil

eksperimen menunjukkan bahwa x sebanding dengan gaya yang diberikan pada benda.

Secara sederhana telah diketahui bahwa F = -k x. Pembuktian dari hasil percobaan

dapat digunakan melalui penghitungan sebagai berikut:


Adapun analisis data dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Pada massa beban 100 g, panjang mula-mula pegas 0.15 m dan panjang pegas

setelah di beri beban adalah 0.51.

Δx = x−xo

= 0.51-0.15 = 0.36 m

m= 100 g = 0.1 kg

F=m x g

=0.1 x 10=1 N

k= F/∆x= 1/0.36 =2.78 N⁄m



Δx = x−xo

= 0.55-0.15 = 0.40 m

m= 110 g = 0.11 kg

F=m x g

=0.11 x 10 = 1.1 N

k= F/∆x= 1.1/0.40 = 2.75 N⁄m



Δx = x−xo

= 0.65-0.15 = 0.50 m

m= 120 g = 0.12 kg

F=m x g

= 0.12 x 10 = 1.2 N

k= F/∆x= 1.2/0.50 = 2.4 N⁄m

Dari nilai k 1 , k2 , k3 dapat diketahui nilai rata-rata k pada Percobaan menggunakan satu

pegas adalah

k1+k2+k 3

3 =2.78+2.75+2.40

3


Pada pegas yang disusun seri gaya yang bekerja pada masing-masing pegas sama

yaitu ,

F1 = F2 = F

Dan pertambahan penjang pegas totalnya merupakan jumlah pertambahan

masing-masing.

x = x1 + x2

Hukum hooke untuk kedua pegas ini adalah F=k x

F1=k ∆ x1 ∆ x1=F1

k1

F2=k ∆ x2 ∆ x2=F2

k2

Karena,

∆ x=∆ x1+∆ x2

Maka

Fk

=F1

k1

+F2

k2

Karena F1 = F2 = F maka dapat disederhanakan menjadi

F1k=( 1

k1

+1k2

)F

1k= 1

k1

+ 1k 2


1. Pada massa beban 50 g, panjang mula-mula pegas A 0.15 m dan pegas B 0.18.

panjang pegas A dan B setelah di beri beban adalah 0.28 dan 0.31

m = 50 g = 0.05 kg

F = mg

= 0.05 x 10 = 0.5 N

Pada pegas A

Δx = x−xo

Δx = 0.28 – 0.15 = 0.13 m

k A = F/ Δx

= 0.5 / 0.13 = 3.85 N/m

Pada pegas B

Δx = x−xo

Δx = 0.31 – 0.18 = 0.18 m

k B = F/ Δx

= 0.5 / 0.18 = 3.85 N/m

k total

1ks 1

= 1k A

+ 1kB

1ks 1

= 13.85

+ 13.85

1ks 1

=0.26+0.26

k s 1= 1.93 N/m

2. Pada massa beban 60 g, panjang mula-mula pegas A 0.15 m dan pegas B 0.18.

panjang pegas A dan B setelah di beri beban adalah 0.43 m dan 0.36 m

m = 60 g = 0.06 kg

F = mg

= 0.06 x 10 = 0.6 N

Pada pegas A

Δx = x−xo

Δx = 0.43 – 0.15 = 0.28 m

k A = F/ Δx

= 0.6/ 0.28 = 2.14 N/m

Pada pegas B

Δx = x−xo

Δx = 0.36 – 0.18 = 0.18 m

k B = F/ Δx

= 0.6 / 0.18 = 3.33 N/m

k total

1ks 2

= 1k A

+ 1kB

1ks 2

= 12.14

+ 13.33

1ks 2

=0.47+0.30

k s 2= 1.30 N/m

3. Pada massa beban 70 g, panjang mula-mula pegas A 0.15 m dan pegas B 0.18 m.

panjang pegas A dan B setelah di beri beban adalah 0.46 m dan 0.39 m

m = 70 g = 0.07 kg

F = mg

= 0.07 x 10 = 0.7 N

Pada pegas A

Δx = x−xo

Δx = 0.46 – 0.15 = 0.31 m

k A = F/ Δx

= 0.7 / 0.31 = 2.26 N/m

Pada pegas B

Δx = x−xo

Δx = 0.39 – 0.18 = 0.21 m

k B = F/ Δx

= 0.7 / 0.21 = 3.33 N/m

k total

1ks 3

= 1k A

+ 1kB

1ks 3

= 12.26

+ 13.33

1ks 3

=0.44+0.30

k s 3 = 1.53 N/m

Dari nilai k 1 , k2 , k3 dapat diketahui nilai rata-rata k pada Percobaan menggunakan dua

pegas secara seri adalah

ks 1+k s 2+ks 3

3 = 1.93+1.30+1.35

3=1.53 N /m


Pertambahan panjang pegas pada pegas yang disusun parallel pada masing-

masing pegas adalah sama

x = x1 = x2

Dan gaya yang bekerja totalnya merupakan jumlah besarnya gaya yang bekerja

pada pegas masing-masing pegas.

F1 + F2 = F

Hukum hooke untuk kedua pegas ini adalah F=k x

F ¿k1 x1+k2 x2

¿ (k 1 x1 ) x

Fx=( k1+k2 )

k paralel=(k1+k2 )



panjang pegas A dan B setelah di beri beban adalah 0.20 m dan 0.20 m.

m = 50 g = 0.05 kg

F = mg

= 0.05 x 10 = 0.5 N

Pada pegas A

Δx = x−xo

Δx = 0.20 – 0.15 = 0.05 m

k A= F/ Δx

= 0.5 / 0.05 = 10 N/m

Pada pegas B

Δx = x−xo

Δx = 0.20 – 0.15 = 0.05 m

k B = F/ Δx

= 0.5 / 0.05 = 10 N/m

k p1 = k A +k B

= 10 + 10 = 20 N/m



m = 60 g = 0.06 kg

F = mg

= 0.06 x 10 = 0.6 N

Pada pegas A

Δx = x−xo

Δx = 0.22 – 0.15 = 0.07 m

k A = F/ Δx

= 0.6 / 0.07 = 8.6 N/m

Pada pegas B

Δx = x−xo

Δx = 0.22 – 0.15 = 0.07 m

k B = F/ Δx

= 0.6 / 0.07 = 8.6 N/m

k p2 = k A +k B

= 8.6 + 8.6 = 17.2 N/m



m = 7 g = 0.07 kg

F = mg

= 0.07 x 10 = 0.7 N

Pada pegas A

Δx = x−xo

Δx = 0.24 – 0.15 = 0.09 m

k A = F/ Δx

= 0.7 / 0.09 = 7.8N/m

Pada pegas A

Δx = x−xo

Δx = 0.24 – 0.15 = 0.09 m

k B = F/ Δx

= 0.7 / 0.09 = 7.8N/m

k p3 = k A +k B

= 7.8 + 7.8 = 15.6 N/m

Dari nilai k 1 , k2 , k3 dapat diketahui nilai rata-rata k pada Percobaan menggunakan dua

pegas secara paralel adalah

k total = k p1+k p 2+k p 3

= 20 + 17.2 + 15.6

= 17.6 N/m

H. Pembahasan

Berdasarkan hasil analisis data dari praktikum percobaan hukum elastisitas pegas,

dilakukan dengan 3 cara percobaan, yaitu percobaan dengan menggunakan menggunakan

satu pegas, Percobaan dengan menggunakan dua pegas secara seri, Percobaan dengan

menggunakan dua pegas secara paralel.

1. Percobaan Menggunakan Menggunakan Satu Pegas

Pada percobaan dengan menggunakan menggunakan satu pegas, percobaan

dilakukan sebanyak 3 kali dengan memvariasika nilai beban, dan di peroleh data sebagai

berikut :

Pada percobaan pertama dengan menggunakan beban 100 g dan mula-mula panjang

pegas adalah 0.15 m. Ketika di beri beban pegas memanjang menjadi 0.51 m.

Perpanjangan yang dialami pegs adalah 0.36 m dan konstanta pegas adalah 2.78 N/m

Pada percobaan kedua dengan menggunakan beban 110 g dan mula-mula panjang



Pada percobaan ketiga dengan menggunakan beban 120 g dan mula-mula panjang



Dari hasil perhitungan konstanta pegas pada masing-masing percobaan dengan

memvariasi beban, dapat diambil kesimpulan bahwa nilai rata-rata konstanta pegas adalah

2.64 N/m. Semakin besar beban yang digunakan maka perpanjangan pegas juga makin besar,

hal ini menunjukkan gaya berat dan gaya yang bekerja berbanding lurus dengan perpanjangan

pegas.


Pada percobaan dengan menggunakan menggunakan dua pegas secara seri, percobaan

dilakukan sebanyak 3 kali dengan memvariasika nilai beban. Karena pada percobaan ini

menggunakan 2 pegas yang disusun seri, maka dalam menentukan konstanta pegas

menggunakan rumus

1k= 1

k1

+ 1k 2

dan di peroleh data sebagai berikut :


pegas A dan B adalah 0.15 dan 0.18 m. Ketika di beri beban pegas A dan B

memanjang menjadi 0.28 m dan 0.31 m. Perpanjangan yang dialami pegas A dan B

adalah 0.13 m dan 0.13 m dengan konstanta pegas A dan B adalah 3.85 N/m dan

3.85 N/m.Sehingga nilai konstanta totalnya adalah 1.93 N/m





3.33 N/m.Sehingga nilai konstanta totalnya adalah 1.30 N/m





3.33 N/m.Sehingga nilai konstanta totalnya adalah 1.35 N/m.





pegas. Pada pegas yang disusun seri, maka besar gaya yang bekerja pada masing-masing

pegas adalah sama dan pertambahan penjang pegas totalnya merupakan jumlah

pertambahan masing-masing pegas.

3. Percobaan menggunakan dua pegas secara Paralel

Pada percobaan dengan menggunakan menggunakan dua pegas secara paralel,

percobaan dilakukan sebanyak 3 kali dengan memvariasika nilai beban. Karena pada

percobaan ini menggunakan 2 pegas yang disusun paralel, maka dalam menentukan konstanta

pegas menggunakan rumus k paralel=(k1+k2 )

dan di peroleh data sebagai berikut :




adalah 0.05 m dan 0.0.05 m dengan konstanta pegas A dan B adalah 10 N/m dan 10

N/m.Sehingga nilai konstanta totalnya adalah 20 N/m.

Pada percobaan kedua dengan menggunakan beban 60 g dan mula-mula panjang



adalah 0.07 m dan 0.07 m dengan konstanta pegas A dan B adalah 8.5 N/m dan 8.5

N/m.Sehingga nilai konstanta totalnya adalah 17.3 N/m.




adalah 0.09 m dan 0.09 m dengan konstanta pegas A dan B adalah 7.7 N/m dan 7.7

N/m.Sehingga nilai konstanta totalnya adalah 15.6 N/m.





pegas. Pertambahan panjang pegas pada pegas yang disusun parallel pada masing-masing

pegas adalah sama, dan gaya yang bekerja totalnya merupakan jumlah besarnya gaya yang

bekerja pada pegas masing-masing.

Pada percobaan elastisitas pegas, seharusnya nilai konstanta pada pegas adalah sama,

meskipun massa bebannya di variasikan karena dalam percobaan praktikan menggunakan 1

pegas yang sama. Hal ini terjadi karena beberapa kesalahan antara lain (1) kesalahan

paralaks, karena praktikan dalam melihat hasil pengukuran kurang teliti dan kurang tegak

lurus, (2) jarum penunjuk pada neraca pegas tidak tepat pada nol, (3) nilai k pada pegas yang

digunakan terlalu besar, sehingga apabila diberikan beban yang terlalu besar dapat

menyebabkan elastisitas pegas berkurang dan bahkan dapat hilang karena melebihi batas

elastisitas, (4) pegas yang digunakan dalam susunan parallel memiliki panjang yang kurang

sama .

I. Kesimpulan

Dari percobaanl elastisitas pegas, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Perubahan panjang suatu pegas berbanding lurus (linier) dengan gaya tarik atau gaya

tekan yang diberikan pada pegas tersebut.

2. konstanta pegas berbanding lurus dengan massa dan gravitasi bumi serta berbanding

terbalik dengan ∆x

3. Semakin besar beban yang digunakan maka perpanjangan pegas juga makin besar

4. Pada pegas yang disusun seri, maka besar gaya yang bekerja pada masing-masing

pegas adalah sama dan pertambahan penjang pegas totalnya merupakan jumlah

pertambahan masing-masing pegas

5. Pertambahan panjang pegas pada pegas yang disusun parallel pada masing-masing

pegas adalah sama, dan gaya yang bekerja totalnya merupakan jumlah besarnya

gaya yang bekerja pada pegas masing-masing

6. Semakin kaku pegas tersebut, maka semakin kecil nilai konstanta pegas tersebut.

Sebaliknya, semakin lentur pegas tersebut, maka nilai konstanta pegas semakin

besar.

J. Saran

1. Melakukan pengecekan alat sebelum percobaan dilakukan, sehingga percobaan tidak

terhambat oleh ketidakmaksimalan alat

2. Lebih teliti dalam melihat hasil pengukuran

3. Beban yang digunakan dalam praktikum harus sesuai dengan keadaan pegas, jadi

pegas yang lentur jangan menggunakan beban yang terlalu besar agar tidak merusak

elastisitas dari pegas tersebut.

4. Menggunakan pegas yang panjangnya benar-benar sama untuk percobaan pegas

yang disusun secara seri.

K. Daftar Pustaka

Barat, Irfandi. 2012. Laporan fisika, gaya pegas.htm, (online) (http://irfandibara.blogspot.com/) Diakses 28 September 2013

Fahjrul, Mesa. 2012. laporanpraktikumfisikadasartetapanpegas-121216053334-phpapp02.docx, (online) (http://s3.amazonaws.com/ppt-download/laporanpraktikumfisikadasartetapanpegas) Diakses 28 September 2013

Fisika, Mukti. 2013. Sumber Pembalajaran Sains dan Islam ELASTISITAS DAN SUSUNAN PEGAS.htm, (online) (http://muktialisma4.blogspot.com/2013/03/elastisitas-dan-susunan-pegas.html) Diakses 28 September 2013

Ovy, Yuanita. 2012. GOBlog Gue laporan praktikum fisika menentukan konstanta pegas(pegas).htm, (online) ( http://tulisanyuan.blogspot.com/2012/04/laporan- praktikum-fisika-menentukan.html ) Diakses 28 September 2013

http://irfandibara.blogspot.com/)%20%20%20Diakses

http://s3.amazonaws.com/ppt-download/laporanpraktikumfisikadasartetapanpegas)

prk.elastisitas pegas

Documents