Laporan Praktikum Tetapan Pegas

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1
“TETAPAN PEGAS”



Oleh:
Firdausi Nuzula (19030184070)
KELAS PFA 2019

JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
TAHUN AKADEMIK 2019-2020



“Tetapan Pegas”
ABSTRAK

Percobaan ini memiliki tujuan untuk menentukan nilai tetapan pegas secara statis, menentukan nilai tetapan pegas pada susunan seri, paralel, dan campuran serta menganalisis pengaruh massa beban terhadap pertambahan panjang pegas. Dengan menggunakan variabel manipulasi massa (m) dan susunan pegas, diperoleh variabel respon berupa pertambahan panjang (∆x) dengan variabel kontrol jenis pegas. Metode percobaan yang dilakukan adalah menyiapkan alat dan bahan, kemudian merangkai pegas sesuai rancangan percobaan, selanjutnya mengukur panjang pegas tanpa beban, dilanjutkan dengan memanipulasi massa beban, kemudian diperoleh pertambahan panjang. Setelah pertambahan panjang diperoleh, maka dapat diperoleh nilai konstanta pegas. Sehingga dapat diperoleh kesimpuln bahwa nilai tetapan pegas secara statis adalah 12,256 N/m. Kemudian nilai tetapan pegas pada susunan seri adalah 6,323 N/m  dengan taraf ketelitian 99,99%, nilai tetapan pegas pada susunan paralel  adalah 24,508 N/m dengan taraf ketetelitian  99,99%, dan nilai tetapan pega pada susunan pegas campuran adalah 18,443 N/m dengan taraf ketelitian 99,99%. Pengaruh massa benda terhadap pertambahan panjang adalah sebanding. Semakin berat massa yang digantungkan  maka pertambahan panjang pegas juga semakin besar.

Kata kunci : Konstanta /tetapan pegas, Statis, Seri, Paralel,, Campuran, Pertambahan panjang pegas.


























BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pegas merupakan sebuah alat yang berbentuk spiral dan bersifat elastisitas. Elastis adalah kemampuan benda untuk kembali kebentuk semula. Benda elastis lain adalah karet. Dalam kehidupan sehari-hari banyak contoh peneraan pegas. Penggunaan pegas pada sepeda motor atau shock breaker. Shock breaker ini mampu mengurangi guncangan yang terjadi ketika mengendarai sepeda motor. Pegas juga sering ditemukan di tempat tidur atau yang biasa disebut spring bed, berfungsi untuk membuat nyaman ketika tidur atau duduk. Penggunaan pegas dalam kehidupan sangat banyak, diantaranya melunakkan tumbukkan dengan memanfaatkan elastisitas bahannya menyerap dan menyimpan energi dalam waktu yang singkat. Setiap pegas memiliki nilai konstanta yang berbeda-beda, tergantung dari gaya dan pertambahan panjang yang terjadi. Oleh karena itu, praktikum tetapan pegas ini dilakukan agar dapat memanfaatkan suatu pegas dengan tepat.

Rumusan Masalah
Berapa nilai tetapan pegas secara statis?
Berapa nilai tetapan pegas pada susunan pegas paralel, seri, dan campuran?
Bagaimana pengaruh massa benda terhadap pertambahan panjang pegas?

Tujuan
Menentukan nilai tetapan pegas secara statis.
Menentukan nilai tetapan pegas pada susunan pegas paralel, seri, dan campuran.
Menganalisis pengaruh massa benda terhadap pertambahan panjang pegas.










BAB II
DASAR TEORI

Pegas merupakan salah satu benda elastis, sifat elastis tersebut menjadi sebuah ketika pegas diberi gaya tekan atau gaya regangan, pegas dapat kembali kekeadaan semula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Sebuah pegas memiliki fungsi untuk meredam getaran. Jika sebuah benda diberikan gaya yang sangat besar hingga melewati batas elastistisita, maka benda tersebut disebut benda plastis. Pengertian dari benda plastis adalah benda yang dikenai gaya akan berubah bentuknya, akan tetapi perubahan bentuk tersebut tetap walaupun gayanya dihilangkan. Pegas merupakan  bentuk dari peneraan Hukum Hooke. Hukum Hooke menyatakan, besarnya gaya yang mengakibatkan perubahan bentuk (panjang) pegas sebanding dengan perubahan panjang yang terjadi, asalkan batas kelentingannya tidak melampaui. Secara sistematik dapat dituliskan:

F = m.∆x   ........................................................... (1)


Berdasarkan persamaan Hukum Hooke di atas, pertambahan panjang (∆x) suatu pegas bergantung pada gaya (F) yang diberikan dan dimensi benda dinyatakan dalam bentuk lai, seperti:

F = k.∆x
m.g = k.∆x   .......................................................... (2)

hukum Hooke hanya berlaku pada daerah elastis. menurut Hooke, regangan sebanding dengan tegangannya. Regangan adalah suatu perbandingan antara pertambahan panjang kawat dengan panjang awal. Tegangan adalah gaya yang menegangkan per satuan luas penampang yang dikenakan.
Nilai tetapan pegas dari setiap pegas berbeda-beda disebabkan oleh berbagai faktor, diantaranya luas permukaan pegas semakin besar pula nilai tetapannya. Faktor ketiganya adalah diameter pegas. Semakin besar diameter pegas, maka akan semakin kecil nilai tetapannya.
Pegas terdiri atas tiga jenis, berdasarkan susunannya yaitu pegas tunggal atau statis, pegas seri, dan pegas paralel.


         
Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3
Pegas Statis   Pegas Sei Pegas Paralel

Untuk sebuah pegasyang disusun seri, konstantanya masing-masing k1, k2, k3,..., kn dapat dianggap sebagai sebuah pegas dengan konstanta k yang besarnya:

1/ktotal = 1/k¬1 + 1/k2 + ... + 1/kn   ......................................... (3)


Untuk susunan pegas paralel, konstanta k adalah:

Ktotal = k1 + k2 + ... + kn   ............................................ (4)

Dalam pegas, terdapat pula energi potensial pada pegas ketika pegas tersebut ditari kebawah.


Gambar 2.4 Pertambahan Panjang Pegas

Secara metematis, energi potensial pegas dapat dihitung dengan:


w = ∆EP = ½ k (∆x)¬2   ............................................. (5)
Keterangan :
w = usaha (J)
∆EP = energi potensial (J)
∆x = pertambahan panjang (m)
k = konstanta





































BAB III
METODE PENELITIAN

Alat dan Bahan
Pegas 1 set
Statif dan klem 1 buah
Mistar 1 buah
Neraca 1 buah
Beban secukupnya

Gambar Percobaan











           Gambar 3.2.1 Gambar 3.2.2
Pegas Statis      Pegas Seri













    Gambar 3.2.3                     Gambar 3.2.4
    Pegas Paralel       Pegas Campuran



Variabel Percobaan
Variabel manipulasi : Massa benda
Variabel kontrol : Jenis pegas, susunan pegas
Variabel respon : Pertambahan panjang

Langkah Percobaan
Menyiapkan alat dan bahan untuk percobaan.
Menimbang massa beban dengan neraca.
Merangkai pegas sesuai kebutuhan percobaan.
Mengukur panjang pegas sebelum diberi beban.
Memberi beban pada pegas.
Mengukur pertambahan panjang pegas setelah diberi beban.






























BAB IV
DATA DAN ANALISIS

Data

Tabel 4.1.1 Pegas Statis
X0¬ = (14,50 ± 0,05) cm
g   = 9,8 m/s2
No m
(± 0,05) g xt
(±0,05) cm Taraf ketelitian ∆x
(m) Taraf
ketelitian k
N/m Taraf
ketelitian
1 59,00 19,20 4,7 12,302
2 69,00 20,00 5,5 12,294
3 74,00 20,50 6,0 12,086
4 79,00 20,80 6,3 12,288
5 84,00 21,20 6,7 12,286
6 89,00 21,70 7,2 12,113
7 94,00 22,00 7,5 12,282
8 99,00 22,50 8,0
12,127
9 104,00 22,80
8,3 12,279
10 109,00 23,20 8,7 12,278
11 114,00 23,50 9,0 12,413

12 119,00 24,00 9,5 12,275
13 139,00 25.50 11,0 12,383
14 159,00 27,30 12,8 12,173
15 169,00 28,00 13,5 12,268
















Tabel 4.1.2 Pegas Seri
X0¬ = (35,00 ± 0,05) cm
g   = 9,8 m/s2
No m
(± 0,05) g xt
(±0,05) cm Taraf ketelitian ∆x
(m) Taraf
ketelitian k
N/m Taraf
ketelitian
1 59,00 39,40 4,4 6,151
2 69,00 45,60 10,6 6,379
3 74,00 46,50 11,5 6,306
4 79,00 47,20 12,2 6,345
5 84,00 48,00 13,0 6,332
6 89,00 48,80 13,8 6,320
7 94,00 49,50 14,5 6,353
8 99,00 50,30 15,3
6,341
9 104,00 51,10
16,1 6,330
10 109,00 51,90 16,9 6,320
11 114,00 52,60 17,6 6,347

12 119,00 53,40 18,4 6,338
13 139,00 56,50 21,5 6,335
14 159,00 59,50 24,6 6,334
15 169,00 61,20 26,2 6,321

Tabel 4.1.3 Pegas Paralel
X0¬ = (15,00 ± 0,05) cm
g   = 9,8 m/s2
No m
(± 0,05) g xt
(±,0,05) cm Taraf ketelitian ∆x
(m) Taraf
ketelitian K
N/m Taraf
ketelitian
1 63,50 17,50 2,5 24,892
2 73,50 17,90 2,9 24,837
3 78,50 18,10 3,1 24,816
4 83,50 18,30 3,3 24,796
5 88,50 18,50 3,5 24,780
6 93,50 18,80 3,8 24,113
7 98,50 18,90 3,9 24,751
8 103,50 19,20 4,2
24,150
9 108,50 19,30
4,3 24,727
10 113,50 19,60 4,6 24,180
11 118,50 19,80 4,8 24,193

12 123,50 20,00 5,0 24,206
13 143,50 20,80 5,8 24,246
14 163,50 21,50 6,5 24,650
15 173,50 22,00 7,0 24,290
Tabel 4.1.4 Pegas Campuran
X0¬ = (30,00 ± 0,05) cm
g   = 9,8 m/s2
No m
(± 0,05) g xt
(±,0,05) cm Taraf ketelitian ∆x
(m) Taraf
ketelitian K
N/m Taraf
ketelitian
1 63,50 33,40 3,4 18,302
2 73,50 33,90 3,9 18,469
3 78,50 34,20 4,2 18,316
4 83,50 34,50 4,5 18,184
5 88,50 34,70 4,7 18,453
6 93,50 35,00 5,0 18,326
7 98,50 35,20 5,2 18,563
8 103,50 35,60 5,6
18,112
9 108,50 35,80
5,8 18,332
10 113,50 36,10 6,1 18,234
11 118,50 36,30 6,3 18,433

12 123,50 36,70 6,7 18,064
13 143,50 37,20 7,2 18,531
14 163,50 38,50 8,5 18,850
15 173,50 39,20 9,2 18,481

Analisis
Pada percobaan “Tetapan Pegas” ini, hal pertama yang harus dilakukan adalah menimbang massa beban dengan neraca, setelah itu merangkai pegas (statis, paralel, seri atau campuran), mengukur panjang pegas sebelum diberi beban, memberi beban pada pegas, dan mengukur pertambahan panjang pegas setelah pegas diberi beban.
Pada pegas statis, panjang pegas sebelum ditambah beban (14,50 ± 0,05) cm, pada pegas susunan seri X¬0 = (35,00 ± 0,05) cm, pegas susunan paralel X¬0 = (15,00 ± 0,05) cm, dan pegas sususnan campuran X¬0 = (30,00 ± 0,05) cm.
Dari percobaan ini, diketahui nilai rata-rata pegas statis adalah 12,256 N/m, nilai tetapan pegas pengganti pada susunan pegas seri adalah 6,323 N/m, Nilai rata-rata tetapan pegas susunan paralel adalah 24,508 N/m, dan nilai rata-rata tetapan pegas susunan pegas campuran adalah 18,443 N/m.
Pada percobaan ini, diketahui taraf ketetlitian masing-masing tetapan pegas sebesar 99,99%.

Grafik 4.2.1 Pengaruh Massa dengan Pertambahan Panjang pada
       Susunan Pegas Statis


Grafik 4.2.2 Pengaruh Massa dengan Pertambahan Panjang pada
       Susunan Pegas Seri


Grafik 4.2.3 Pengaruh Massa dengan Pertambahan Panjang pada
       Susunan Pegas Paralel


Grafik 4.2.4 Pengaruh Massa dengan Pertambahan Panjang pada
       Susunan Pegas Campuran
Dari empat grafik tersebut, diketahui bahwa hubungan antara massa dengan pertambahan panjang pegas berbanding lurus atau sebanding. Semakin berat massa yang digantungkan pada pegas, maka pertambahan panjang pegas semakin panjang. Dari keempat grafik tersebut, juga diketahui taraf ketelitiannya, pada rangkaian pegas statis taraf ketelitiannya sebesar 99,89% ; pada susunan pegas seri sebesar 95,93% ; susunan pegas paralel sebesar 99,88% dan pada susunan pegas campuran sebesar 99,47%


BAB V
PENUTUP

Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
Nilai rata-rata tetapan pegas secara statis adalah 12.256 N/m.
Nilai rata-rata tetapan pegas pengganti pada susunan pegas seri adalah 6.323 N/m, Nilai rata-rata tetapan pegas pengganti pada susunan pegas paralel adalah 24.508 N/m. Serta nilai rata-rata tetapan pegas pengganti pada susunan pegas campuran adalah 18.443 N/m.
Pengaruh massa benda terhadap pertambahan panjang pegas adalah sebanding. Semakin berat massa yang digantungkan maka pertambahan panjang pegas semakin panjang.
Saran
Sebaiknya alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan harus lengkap, agar tidak menggunakan pensil untuk menyambung dua pegas pada susunan paralel dan campuran.

























DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. Fisika jilid I. Jakarta : Erlangga
Mikrajuddin. 2008. Fisika Mekanika Klasik. Jakarta : Erlangga
Resnick Halliday. 1989. Dasar-Dasar Fisika Jilid I. Jakarta : Erlangga
Tim Laboratorium Fisika Dasar I. 2019. Panduan Praktikum Fisika Dasar I. Surabaya : Unesa Unipress

Bagikan Artikel ini