Penentuan Modulus Young Kawat Besi dengan Percobaan Regangan

Abstract

Salah satu subbab dalam pokok bahasan elastisitas yang dipelajari di klas XI SMA adalah odulus

Young, dan pokok bahasan ini diharapkan akan lebih mudah dipahami oleh siswa jika dilakukan percobaan atau demonstrasi. Untuk itu, telah dibuat suatu alat percobaan untuk menentukan modulus Young kawat logam, dalam hal ini diambil sampel kawat yang terbuat dari besi. Untuk meningkatkan ketelitian, digunakan analisis regresi linier berbobot dengan dua metode: yang pertama, regresi linier perubahan panjang kawat, ?L terhadap massa beban, m pada panjang mula7mula, L0  tetap; yang kedua, regresi linier ?L terhadap L0 pada massa, m tetap. Untuk perhitungan regresi digunakan program  REGLIN yang ditulis dalam bahasa Compaq Visual Fortran 6.5 dan dijalankan dengan sistem operasi Windows XP. Keluaran program regresi ini adalah koefisien7koefisien fungsi linier, yaitu 0 a  dan 1 a  beserta ralatnya. Dalam perhitungan akhir modulus Young digunakan nilai kemiringan garis hasil regresi linier berbobot, 1 a  serta m, L0, dan diameter kawat, d. Dengan program yang sama juga dilakukan uji  chisquare (?2) untuk menguji korelasinya, dan terbukti ada korelasi linier  ?L dan m pada L0  tetap, serta  ?L dan L0 pada m tetap. Dilakukan pula uji ?2 untuk mengetahui korelasi antara nilai modulus Young yang diperoleh dan kadar besi, dan terbukti tidak ada korelasi. Agar diperoleh hasil yang teliti untuk menentukan percepatan gravitasi bumi, dilakukan percobaan bandul matematis dengan analisis regresi linier  berbobot  kuadrat periode terhadap panjang tali, dan diperoleh  g = (9,76  ± 0,07) m/s2.

Percobaan modulus Young dilakukan dengan lima sampel kawat besi dengan diameter yang berbeda. Untuk metode pertama, yaitu dengan regresi EL terhadap m pada L0  tetap, diperoleh nilai modulus Young kawat besi (1,44 ± 0,02)1011 N/m2. Untuk metode kedua, yaitu dengan regresi EL terhadap L0 pada m tetap diperoleh nilai modulus Young  kawat besi (1,55 ± 0,02) 1011 N/m2. Dapat disimpulkan bahwa alat percobaan untuk menentukan modulus Young yang dirancang terbukti dapat digunakan untuk menentukan modulus Young dengan hasil yang mendekati nilai acuan, yaitu 2,1×1011 N/m2.