BAB I

PENDAHULUAN
I.1 Judul Percobaan
Judul pada praktikum ini adalah “Konstanta Pegas”
I.2 Latar belakang
Benda elastis adalah benda yang dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya
yang mengubah bentuk telah dihapuskan. Sedangkan benda yang tidak elastis adalah
benda yang tidak kembali ke bentuk semula setelah gaya yang mengubah benda
dihapuskan. Dari definisi diatas dapat disimpulkan bahwa, pegas adalah benda elastis.
Pegas diterapkan dalam banyak konstruksi. Penggunaan pegas adalah agar suatu
konstruksi berfungsi dengan baik bukan suatu hal yang mutlak, melainkan suatu pilihan
sehubungan dengan pembuatan dan biaya. Setiap pegas memiliki nilai konstanta yang
berbeda-beda tergantung gaya yang diberikan dan pertambahan panjang yang terjadi
pada pegas tersebut.

Pegas memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh,

pegas dapat kita jumpai pada sepeda motor dimana pegas yang terdapat di sepeda motor
tersebut disebut dengan shock breaker. Dengan adanya shock breaker ini maka kita
akan merasa nyaman ketika mengendarai sepeda motor. Hal ini terjadi karena shock
breaker tersebut memiliki sifat elastis (kembali ke bentuk semula). Contoh lainnya
terdapat pada karet mainan. Saat kita menarik karet mainan sampai pada batas tertentu,
karet bertamabah panjang. Jika tarikan tersebut dilepaskan, maka karet tersebut akan
kembali ke panjang semula. Demikian juga halnya ketika kita merentangkan pegas.

Berdasarkan uraian di atas, hal yang melatar belakangi percobaan ini adalah
untuk memahami faktor yang mempengaruhi untuk menghasilkan getaran selaras,
menetukan konstanta gaya pegas pada grafik hubungan antara T2 dengan massa beban
dan konstanta gaya pegas pada grafik hubungan antara gaya pegas F dengan
pertambahan panjang pegas ∆X.
I.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, hal yang melatar belakangi percobaan ini yaitu:

1. Faktor apa saja yang mempengaruhi untuk menghasilkan getaran selaras?

2. Bagaimana menentukan konstanta gaya pegas pada grafik hubungan antara T2
dengan massa beban m?
3. Bagaimana konstanta gaya pegas pada grafik hubuungan antara gaya pegas F
dengan pertambahan panjang pegas ∆X?

I.4 Tujuan percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah:

1. Untuk mengetahui faktor-faktpr yang mempengaruhi untuk menghasilkan

getaran selaras.
2. Untuk menentukan konstanta gaya pegas pada grafik hubungan antara periode
T2 dengan massa beban m.
3. Untuk menentukan konstanta gaya pegas pada grafik hubungan antara gaya
pegas F dengan pertambahan panjang pegas ∆X.

1.5 Manfaat percobaan

Manfaat dari percobaan ini adalah:

1. Pegas dapat digunakan untuk mempermudah pekerjaan seseorang, seperti jenis

pekerjaan yang berhubungan dengan beban yang berat seperti di bidang teknik
mesin, teknik bangunan, dan lain-lain yang menggunakan pegas agar lebih
kokoh dan tahan terhadap guncangan.
2. Pegas dapat digunakan untuk menahan beban, contohnya pada truk yang
biasanya digunakan untuk mengangkut pasir dan beban berat. Dengan adanya
pegas, maka beban yang ditanggung oleh suatu kendaraan akan menjadi lebih
baik dan dapat membantu menahan beban yang diletakkan pada kendaraan.
 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Teori

Menurut D. Halliday (1999:443), konstanta pegas merupakan gaya yang

bekerja pada pegas, k merupakan konstanta pegas dan x merupakan perpanjangan
pegas dari keadaan ekuilibriumnya akibat gaya yang bekerja. Konstanta pegas
memiliki besaran N/m. Getaran merupakan fenomena fisika yang banyak terjadi di
alam kehidupan. Terjadinya getaran disebabkan karena adanya usikan atau gangguan
yang diberikan kepada benda sehingga benda dapat bergetar. Setiap gerak yang
berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Jika suatu partikel
dalam gerak periodik bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama, maka geraknya
disebut gerak osilasi atau getaran

Menurut Elisa, Yenni Claudya (2016:3), pegas merupakan gulungan lingkaran

kawat yang digulung sedemikian rupa agar memiliki kelenturan. Di dalam sebuah
pegas terdapat gaya pemulih, yaitu gaya yang berlawanan dengan perpindahan sistem
sehingga mendorong atau menarik sistem kembali pada posisi kesetimbangan.
 Menurut Halliday, Resnick, Walker (1960:341-343), semua benda tegar di
dunia sebenarnya, sampai tingkat tertentu, elastis, yang berarti kita dapat mengubah
dimensinya sedikit dengan menarik, menekan, memunter atau menempatkannya.
Bayangkan sebuah batang baja vertikal mempunyai panjang 1m dan berdiameter 1 cm
ditempelkan di langit-langit pabrik. Jika anda menggantung mobil subkompak di ujung
bebas batang tersebut, batang hanya akan memanjang sekitar 0,5 mm atau 0,05%.
Setelah itu, batang akan kembali ke panjang awalnya saat mobil dilepaskan. Pegas
merupakan gulungan lingkaran kawat yang digulung sedemikian rupa agar memiliki
kelenturan. Di dalam sebuah pegas terdapat gaya pemulih, yaitu gaya yang berlawanan
dengan perpindahan sistem sehingga mendorong atau menarik sistem kembali pada
posisi kesetimbangan. Sebuah gaya pemulih yang ditimbulkan oleh sebuah pegas
ditentukan oleh hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai
gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah pegas. Ukuran
elastitas sebuah pegas berbeda-beda sesuai dengan ukuran kekuatan pegas tersebut.
Ukuran kekuatan sebuah pegas disebut modulus elastis yang dikenal sebagai konstanta
pegas (k). Hal ini dijelaskan dalam QS. Ar- Rahman:7

‫ض َع َر ف َ ع َ َه ا َو ال سَّ َم ا َء‬
َ ‫َو َو‬
‫الْ ِم يزَ ا َن‬
Terjemahan: Dan Allah telah meninggikan langit dan meletakkan neraca (keadilan).

Dalam tafsir An-Nafahat Al-Makiyyah oleh Syaikh Muhammad bin Shalih asy
Syawi yang menjelaskan bahwa dalam QS Ar- Rahman ayat 7 “ Dan Allah telah
meninggikan langit sebagai atap bagi makhl;uk bumi” dan “ Dia meletakkan neraca
(keadilan)” yakni keadilan diantara para hamba baik dalam ucapan maupun perbuatan
dimana manusia akan kembali kepadanya. Olehnya itu Allah swt. Berfirman “ Supaya
kamu jangan melampaui batas tentang neraca itu” yakni Allah meletakkan neraca
(keadilan) agar mereka tidak melampaui batas dalam timbangan, karena apabila
perkara ini dikembalikan pada akal pikiran, niscaya akan terjadi kekacauan yang Allah
maha tahu akan hal itu dan akan rusaklah langit dan bumi serta apa yang ada pada
keduanya.

Integrasi ayat tersebut adalah dalam ayat ini tersirat hal yang berhubungan
dengan kenyataan yang telah diketahui manusia dari berbagai gejala yang terlihat atau
telah dilakukan percobaan. Dalam kaitan masalah yang dibahas disini, bukan peristiwa
pemuaian atau keseimbangan, namuan ada suatu sifat yang menyertai dalam peristiwa
itu yakni kelenturan atau elastis seperti yang ada pada hukum Hooke yang berarti
bahwa hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat
elastisitas dari sebuah pegas dan dikatakan bahwasanya jika gaya tarik menarik tidak
tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding
lurus dengan gaya tariknya, dimana hal ini Al- qur’an lebih dulu menjelaskan jauh
sebelum ilmu pengetahuan berkembang.

Menurut Elisa, Yenni, Claudya (2016:3), konstanta pegas merupakan

karakteristik dari suatu pegas. Besarnya konstanta pegas dipengaruhi oleh besarnya
gaya pemulih. Dan gaya tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu faktor dari
besarnya jarak simpangan yang diberikan pada pegas itu sendiri. Faktor nilai tetapan
pegas itu juga mempengaruhi frekuensi dari pegas tersebut. Apabila suatu pegas
dengan tetapan pegas k diberi beban w, maka ujung pegas akan bergeser sepanjang x
sesuai dengan persamaan m.g = k x. Untuk menentukan tetapan pegas dengan cara
statis maka digunakan rumus gabungan antara hukum Hooke dengan hukum III
Newton, yaitu:

Hukum Hooke:

F = - k ………………….(2.2)

Keterangan: F = Gaya (N)

 k = Tetapan pegas (N/m)

Hukum III Newton:

F = m a = m g………………(2.3)

Keterangan: F = Gaya (N)

m = Massa benda (kg)

a = Percepatan (m/s)

g = Konstanta gravitasi (m/s)

Jika persamaan 2.2 dan 2.3 disubsitusikan, maka:

F=-kx

m g = - k x…………………..(2.4)

Keterangan: k = Tetapan pegas (N/m)

m = Massa (kg)

x = Jarak simpangan (m)

g = Konstanta gravitasi (m/s)

Sedangkan untuk cara dinamis, apabila pegas yang telah diberi beban tadi dihilangkan
bebannya maka pegas akan mengalami getaran selaras. Teknik untuk menurunkan
rumus periode pegas adalah sederhana., yaitu hanya menyamakan gaya pemulih dan
gaya dari hukum II newton F = m.a. Gaya pemulih pada pegas adalah F = - k y sehingga
diperoleh:

-k = m a

-k = m (-w2)………………(2.5)

Keterangan: k = Tetapan pegas (N/m) w2 = berat benda (N)

 m = Massa (kg)

Menurut Mikrajuddin Abdullah (2016: 690), sifat elastisitas adalah sifat bahan
yang cenderung kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja pada sebuah
benda dihilangkan. Jika kita meregangkan pegas tampak bahwa panjang pegas
bertambah, namun begitupun dilepaskan pegas kembali ke keadaan semula. Sebaliknya
jika pegas ditekan dari dua ujungnya maka panjang pegas akan berkurang. Namun
begitu tekanan dihilangkan, disebut sifat elastis. Namun besar tarikan atau tekanan
yang diberikan tidak boleh terlalu besar. Jika pegas ditarik cukup jauh, bisa terjadi
setelah tarikan dihilangkan, panjang akhir pegas lebih besar dari panjang semula.
Begitupula sebaliknya jika pegas ditarik dengan jarak dekat bisa terjadi setelah tarikan
panjang akhir pegas lebih kecil dari pada panjang semula. Kondisi ini terjadi karena
melampaui batas elastis. Sifat elastis sendiri tidak hanya dimiliki oleh pegas, Tetapi
juga bahan- bahan lainnya memiliki sifat elastis, Ada bahan yang sangat elastis seperti
karet dan ada yang kurang elastis seperti keramik

Menurut Young dan Freedman (2002:63), ada benda yang mudah diubah-ubah
panjangnya dana ada benda yang sulit untuk diubah panjangnya. Benda yang mudah
diubah bentuknya dikatakan lebih elastis, untuk membedakan benda bahan berdasarkan
keelastisitasannya, maka di definisikan besaran yang namanya modulus young. Benda
yang lebih elastis (lebih lunak) memiliki modulus elastis yang leboih kecil ketika suatu
gaya F digunakan untuk meregangkan sebuah benda. Semakin kuat kita menarik
sebuah benda maka semakin panjang benda itu dan semakin kuat kita meremas, maka
massa benda itu semakin tertekan. Perbandingan antara tegangan dana regangan
dengan sifat tertentu disebut hukum Hooke. Hal ini didefinisikan menurut ert Hooke
(1635-1702) seorang penerus Newton. Hukum Hooke bukanlah sebuah hukum yang
bersifat umum tetapi hanya menampakkan temuan yang hanya berlaku pada ruang
terbatas.
 Menurut Riani Lubis (2008:72), jika pada awalnya pegas berada pada posisi
normal (tidak renggang) memiliki panjang pegas sama dengan nol karena dianggap
sebagai titik acuan. Kemudian pegas direntangkan oleh tangan seseorang yang
memberikan gaya ke kanan (arah positif) maka pegas akan menarik ke belakang dengan
gaya, jika tangan seseorang menekan pegas, maka pegas akan mendorong kembali
dengan gaya. Hukum Hooke menyatakan bahwa bagi seseorang yang memegang pegas
renggan atau tertekan sejauh x dari panjang normalnya, dibutuhkan gaya sebesar sesuai
dengan konstanta perbandingan k disebut konstanta pegas yang nilainya pada
umumnya berbeda untuk pegas yang berbeda. Pegas itu sendiri memberikan dengan
arah yang berlawanan. Gaya tersebut disebut dengan gaya pemulihan karena pegas
memberikan gaya pada arah yang berlawanan dengan suatu perpindahan.

Menurut Mikrajuddin Abdullah (2016:691), gaya disamping dapat

menyebabkan panjang benda berubah, juga dapat menyebabkan bentuk benda berubah.
Misalkan sebuah balon karet salah satu sisinya dilengketkan di permukaan meja, pada
posisi atas yang di dorong dengan gaya menyinggung permukaan karet. Tentu bentuk
menjadi miring dimana sisi atas bergeser. Besarnya perubahan bentuk pada benda
bergantung pada jenis bahan. Untuk membedakan regangan benda terhadap gaya geser
tersebut, maka didefinisikan suatu besaran yang namaya modulus geser. Makin sulit
benda berubah bentuk, maka makin besar nilai modulus gesernya. Pergeseran posisi
ujung atas benda saat dikenai gaya gesek sebanding dengan tinggi benda. Untuk
mengubah tanda kesebandingan dengan tanda sama dengan terdapat konstanta besaran
strain.

Menurut Riani Lubis (2008:78), regangan (strain) adalah pertambahan panjang

suatu bendayang disebabkan oleh dua gaya yang sama besra dengan arah yang
berlawanan dengan menjauhi ujung benda. Tegangan yang diperlukan untuk
menghasilkan suatu regangan tertentu bergantung kepada sifat bahan yang menerima
tegangan itu. Perbandingan tegangan terhadap regangan atau tegangan persatuan
regangan disebut modulus elastik bahan yang bersangkutan. Semakin besar nilai
modulus elastik, semakin besar pula tegangan yang diperlukan untuk regangan tertentu.
Modulus regangan atau modulus young adalah konstanta perbandingan tegangan tarik
atau tegangan kompresi terhadap regangan tarik atau regangan kompresi tersebut.

Menurut Satriawan Mirza (2007:696), benda tegar adalah suatu model ideal
yang sangat bermanfaat, tetapi peregangan (stress), peremasan (squeeze), dan
pemuntiran ( twist) benda nyata saat gaya-gaya dilakukan padanya seringkali sangat
penting dan tidak dapat diabaikan begitu saja. Untuk setiap jenis deformasi terdapat
suatu besaran yang disebut tegangan (stess). Tegangan menyatakan kekuatan dari gaya
yang menyebabkan penarikan, peremasan, atau pemuntiran dan biasanya dinyatakan
dalam bentuk ”gaya per satuan luas” besaran lain adalah regangan (strain) yang
menyatakan hasil deformasinya saat tegangan dan regangan cukup kecil kita seringkali
menemukan bahwa keduanya berbanding lurus dan kita menyebut konstanta
perbandingannya sebagai modulus elastisitas (elastic modulus).

Menurut Tipler (1998:428), ketika sebuah objek bergetar atau berisolasi bolak
balik pada lintasan yang sama, setiap osilasi memakan waktu yang sama. Gerakan itu
bersifat periodik direpresentasikan oleh sebuah benda yang berisolasi diujung sebuah
pegas seragam setiap pegas memiliki panjang alami dimana pada keadaan ini pegas
tidak mengarahkan gaya pada massa m. Posisi massa disebut kesetimbangan. Jika
massa dipindah, yang akan menekan pegas dan yang akan menggerakkan gaya pada
massa yang bekerja dalam arah mengembalikan massa ke posisi setimbangnya
sehingga gaya tersebut disebut gaya pemulih.
 BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1 Waktu dan Tempat

Waktu dan Tempat dilaksanakannya percobaan ini yaitu:

Hari/Tanggal: Kamis/07 November 2019

Pukul : 13.00-15.00 WITA

Tempat : Laboratorium Fisika Dasar lantai II, Fakultas Sains

dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar

III.2 Alat dan Bahan

III.2.1 Alat

Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah:

1. Pegas Spiral (2 Buah)

Pegas Spiral berfungsi sebagai alat untuk mengukur ayunan.

2. Mistar Biasa 100 cm (1 Buah)

Mistar Biasa berfungsi sebagai alat untuk mengukur panjang
pegas.

3. Statif + Klem (1 Set)

Statif + Klem berfungsi sebagai alat untuk menggantungkan
pegas dan penyangganya.

4. Pengait Bandul (1 Buah)

Pengait Bandul berfungsi sebagai alat untuk mengaitkan bandul.
 5. Handphone ( 1 Buah)
Handphone berfungsi sebagai alat ukur untuk mengukur waktu.

III.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah:

1. Beban (5 Buah)
Beban berfungsi sebagai bahan dalam percobaan.

III.3 Prosedur Kerja

Prosedur kerja pada percobaan ini adalah:

III.3.1 Hubungan antara T2 dengan massa beban m

1. Menggantungkan pegas besar pada sebuah statif kemudian

menggantungkan beban pada ujung bawah pegas.
2. Menarik pegas itu ke bawah sedikit kemudian melepaskan sehingga pegas
tersebut bergetar.
3. Mengukur waktu 10 ayunan pegas dengan menggunakan handphone.
Kemudian mencatat hasilnya dalam hasil pengamatan.
4. Mengulangi langkah 1 sampai 3 dengan setiap pengulangan yaitu: 60,
70,80,90,100.
5. Menentukan periode ayunan T dengan rumus perbandingan waktu ayunan
dengan banyaknya ayunan.

III.3.2 Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas

1. Memilih salah satu pegas yang telah disediakan, kemudian gantungkan

penggaris bersama pegas pada statif , usahakan pegas tidak bersinggungan
dengan penggaris.
2. Mengukur dan mencatat panjang awalnya X0 ketika belum diberi beban.
3. Memberikan beban pegas dengan beban gantung yang telah diketahui
massanya, kemudian ukur dan catat massa beban gantung dan panjang
pegas pada keadaan itu.
4. Mengulangi langkah 1 sampai 3 sebanyak 9 kali dengan penambahan beban
gantung dengan massa beban gantung yang terkecil ± 60 gr, 70 gr, dan
seterusnya.
5. Menghitung besar gaya pegas dengan menggunakan g = 980 m/s2 .
 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Analisis Data

IV.1.1 Analisis data tanpa ketidakpastian

Tabel IV.1 Hubungan antara periode T2 dengan massa beban m