MODUL VI SMK

SIFAT MEKANIK BAHAN
SK : Menginterprestasikan Sifat Mekanik Bahan
KD :
6.1 Menguasai konsep elastisitas bahan
6.2 menguasai hukum hooke
6.3 menentukan kekuatan bahan

A. DESKRIPSI
Modul siswa tentang sifat mekanik zat terbagi dalam dua kegiatan belajar, yaitu :
1. kegiatan belajar 1 tentang Elastisitas, membahas mengenai pengertian Elastisitas, benda Elastis, dan benda Elastis
2. kegiatan belajar 2 tentang Hukum Hooke, membahas mengenai pengertian dasar dari hukum Hooke, tegangan, regangan, modulus young, dan kostanta pegas

setelah mempelajari modul ini komppetensi yang diharapakan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep sifat mekanik zat dalam memecahkan masalah yang berhubungan dengan penggunaan hasil kerja di bengkel

B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini

Peran Guru

b. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
c. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
d. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
e. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
f. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
g. melasanakan penilaian
h. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
i. mencatat pencapain kemajuan siswa

C. Tujuan Akhir
Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :

a) Mengidentifikasi sifat mekanik zat ;
b) Menghitung konstanta pegas menggunakan hukum hooke, dan
c) Menghitung tegangan, regangan dan modulus elastis atau modulus young suatu benda

berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep sifat mekanik zat dalam dunia kerja, diantaranya menerapkan prinsip-prinsip tegangan dan regangan pada pegas yang banyak digunakan pada pirand printer dan instalasi sistem jaringan.






D. Cek Kemampuan

Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami

No Pertanyaan Ya Tidak
1. Tahukan anda pengertian elastis ?
2. Dapatkah anda memberikan contoh bahan belajar yang bersifat elastis ?
3. Tahukan anda pengertian plastis ?
4. Dapatkah anda memberikan contoh bahan-bahan yang bersifat plastis ?
5. Dapatkah anda menghitung konstanta pegas menggunakan persamaan hukum hooke ?
6. Tahukah anda pengertian tegangan dan regangan ?
7. Dapatkah anda menghitung besar regangan, tegangan dan modulus young suatu benda ?

Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.

BAB II
PEMBELAJARAN

A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Usaha, Energi dan Daya ini dengn menggunakan format sebagai berikut :

No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui sifat elastis dan plastis suatu benda beserta contoh-contoh bendanya
2 Menentukan konstanta pegas berdasarkan persamaan hukum hooke
3 Menentukan besarnya tegangan, regangan dan modulus young suatu benda
4 Melakukan percobaan di laboratorium untuk menyelidiki hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas


Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing





Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................

B. URAIAN MATERI









Jika zat padat diberi gaya dari luar dan tidak melebihi kekuatannya maka, benda itu akan berubah bentuk. Perubahan bentuk ini ada yang permanen dan ada yang bersifat sementara. Tetapi apabila gaya tadi dilepas ada benda yang kembali kebentuk semula, ada yang mengalami sedikit perubahan bentuk dan ada yang berubah total.

1. ELASTIS

Elastis adalah suatu sifat yang dimiliki olehg zat karena pengaruh suatu gaya berubah menjadi bentuk lain, tetapi bila gaya tersebut dihilangkan maka zat tersebut kembali ke bentuk semula. Setiap zat mempunyai batas elastisitas tertentu bila batas elastisitas tersebut melampaui maka benda atau zat akan patah.

2. HUKUM HOOKE

Jika kamu melakukan sebuah percobaan dengan cara melilitkan sebuah kawat yang kaku menjadi sebauh kumparan. Jika pegas ditekan atau diregangkan dan kemudian dilepas, pegas akan kembali ke panjang semula. Dengan catatan perpindahannya tidak terlalu besar.
Menurut hukum Hooke gaya yang dikerjakan oleh pegas besarnya sebanding dengan pertambahan panjangnya. Secara matematika hukum Hooke ditulis dengan cara sebagai berikut :

F = K ∆L, dengan :

F : Gaya Pegas
∆L : Pertambahan panjang (m)
k : Konstanta Pegas (N/m)

3. TEGANGAN

Jika sebuah benda ditarik dengan menambah gaya tarik, suatu ketika terjadi pengecilan penampang kalau gaya dilepas, panjangnya tidak kembali ke panjang semula. Batas ini disebut batas elastisitas dengan tegangan (stress) disimbolkan dengan o. Stress adalah gaya yang bekerja pada permukaan benda seluas satu satuan. Secara matematis ditulis dengan :

σ = , dengan :

σ : tegangan/ stress (N/m2)
F : gaya yang bekerja pada benda (N)
A : luas permukaan (m2)

4. REGANGAN

Regangan (Strain) adalah perubahan bentuk benda dibagi dengan bentuk benda mula-mula atua pertambahan panjang benda dibagi dengan panjang mula-mula. Secara matematika ditulis dengan:

e = ∆L/L dengan :

e : regangan (strain)
∆L : pertambahan panjang (m)
L : panjang mula-mula (m)




5. MODULUS YOUNG

Modulus young atau modulus elastis adalah perbandingan antar tegangan dan regangan. Secara matematika ditulis dengan :

E = , atau E = Dengan,

E = modulus elastis (N m2 atau Pa)
F = gaya tarik
A = luas penampang (m2)
σ = panjang mula-mula
∆L = pertambhan panjang (m)

6. KONSTANTAN PEGAS

Dari persamaan Hooke, tetapan gaya atau konstanta berlaku umum untuk benda elastik. Pada modulus young diturunkan persamaan :
E = = F =
Karena, F = K ∆L, maka didapat tetapan gaya pegas
k ∆L =
k = dengan :
k = tetapan gaya pegas (N/m)
E = modulus elastisitas (N/m2)
A = luas penampang bahan (m2)
Lo = Panjang mula-mula (m)


BAB III
PRAKTIKUM

A. Tujuan
Menyelidiki hubungan antar gaya dengan pertambahan panjang pegas

B. Alat dan Bahan
1. penggaris berskala mm
2. pegas spiral
3. penunjuk dari paku
4. lima koin beban

C. Cara Kerja
1. siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan kegiatan praktikum
2. susunlah semua peralatan praktikum
3. gantungkanlah sebuah koin beban diujung pegas, lalu bacalah skala pada mistar !
4. ulangi langkah dengan menambah koin beban. Jangan lupa membaca mistar setiap kali menambah beban koin
5. tuliskan pengukuranmu didalam tabel bawah ini

D. Hasil Pengamatan

No Massa Beban (KG) Gaya Tarik
F = mg (N) Panjang Pegas
L (mm) Panjang Pegas
∆L (mm) Konstanta pegas
k = F/∆L





E. TES FORMATIF

1. jelaskan pengertian dari :
a. Elastis
b. Benda elastis
c. Benda plastis
d. Tegangan
e. Regangan, dan
f. Modulus young
2. sebuah pegas jika diberi gaya 12 N akan bertambah panjang 5 cm. Berapakah pertambahan panjang pegas jika diberi gaya 3 N ?
3. sebuah pegas yang digantung verikal bertambah panjang 10 cm keika ujungnya dibebani benda bermassa 250 gram. Hitunglah konstanta pegas tersebut !
4. sebuah almunium berbentuk balok kecil dengan ukuran panjang 2 m, lebar 1 m dan tebal 1,2 cm digantungkan dan diberi beban sebesar 500 kg. Hitunglah tegangan pada almunium tersebut !
5. seutas karet yang memilik panjang awal 12 cm ditarik sampai bertambah panjang 7,4 cm. Berapa regangan karet tersebut ?
6. sebuah kawat besi panjang 1,7 cm dan luas penampang 1,1 mm2 digantung vertikal pada papan kayu pada ujungnya diberi beban 20 kg. Jika modulus young kawat tersebut 5 x 107 Nm-2, hitunglah :
a. Konstanta kawat
b. Pertambahan panjang kawat