Inilah Contoh LKPD (percobaan) Modulus Young

A. Teori

Modulus Geser dapat didefinisikan sebagai perbandingan tegangan geser dan regangan geser. Modulus geser disebut sebagai modulus puntir, dan ini hanya terjadi pada zat padat.

JIka tegangan geser menyebabkan perubahan bentuk benda berupa pergeseran permukaan dari posisi semula atau sering dikenal dengan  regangan geser yang didefinisika sebagai :

Regangan = x / L

Besar modulus geser adalah:

Dalam hal ini :  F adalah  gaya geser ; A adalah luas penampang; E adalah modulus geser;  x   adalah simpangan ujung batang terhadap posisi setimbang ;

Untuk nilai x sangat kecil dibandingkan panjang batang maka berlaku:

L adalah  panjang batang diukur dari ujung ke titik tumpuan; dan  q = sudut simpangan.

Cara menentukan modulus geser suatu batang dapat dilakukan dengan metode  statis, yaitu salah satu ujung batang dipasang tetap pada suatu tumpuan dengan cara menjepitnya sedangkan ujung yang lain dibiarkan bebas. Jika pada ujung yang bebas ditaruk beban  maka batang tersebut akan melentur.

B. Tujuan

• Memahami fenomena  getaran benda padat
• Menentukan modulus Young suatu batang/tongkat homogen melalui eksperimen.

C. Alat Yang Digunakan

• Photogate timer                                                            (ME-9498A)
• Pengatur ketinggian pada tiang penyangga                 (SA-9242)
• Tiang penyangga 120 cm                                             (ME-8741)
• Dudukan tiang penyangga                                           (ME-8735)
• Penjepit serba guna                                                      (SE-9442)
• Penjepit C besar                                                           (SE-7285)
• Mistar (pengukur panjang)                                           (SE-8827)
• Jangka sorong

D. Langkah Kerja

1. Ukur massa, lebar, tebal, dan panjang total batang yang digunakan.
2. Jepit batang ke tepi meja dan lebihkan ujung batang tersebut dari meja kira-kira 30 cm agar dapat digetarkan.
3. Pasang tiang penyangga 120 cm (ME-8741) pada dudukannya.
4. Pasang kepala photogate pada batang kecil penyangga. Kepala photogate yang sudah terpasang pada batang kecil ini dipasang pada tiang penyangga dengan menggunakan penjepit serba guna seperti gambar di atas.
5. Atur ketinggian photogate sama dengan tinggi batang, sedemikian sehingga LED fotogate timer dapat menyala ketika batang digetarkan. Atur jarak antara photogate dengan ujung batang kira-kira 0,5 cm.
6. Atur saklar photogate pada pencatat perioda, dan tekan tombol On untuk menghidupkan
7. Tarik ujung batang kebawah lalu lepaskan sehingga terjadi getaran pada batang
8. Catat  nilai perioda pada photogate kedalam sebuah tabel (tabel antara perioda dan panjang batang).
9. Ulangi langkah 1 sampai 8 dengan mengubah jarak ujuang batang terhadap tumpuan.

E. Tugas Dan Pertanyaan

1. Hitung modulus Young batang yang anda gunakan dalam percobaan sesuai  persamaan (6).
2. Buat grafik “Perioda T–vs- panjang L”.
3. Hitung kemiringan grafik: T-vs-L
4. Berdasarkan grafik tersebut tentukan nilai Modulus Young
5. Bandingkan hasil perhitunga Modulus Young dari grafik dan dari hasil perhitungan menggunakan persamaan 6.
6. Beri kesimpulan secara umum hubungan antara perioda dan panjang batang dalam percobaan ini.