ELASTISITAS
Elastisitas adalah suatu sifat yang dimiliki oleh zat, karena pengaruh suatu gaya berubah menjadi bentuk lain, tetapi bila gaya tersebut dihilangkan, zat tersebut kembali ke bentuk semula. Contoh benda elastisitas adalah karet, pegas, per mobil, shock-breaker, dan lain-lain. Kebalikan dari elastic adalah plastis, yaitu zat yang apabila diberi gaya tidak mengalami perubahan bentuk.
TEGANGAN
Jika sebuah benda ditarik 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 .
Keterangan:
σ = Tegangan / Stress (N/m²)
F = Gaya yang bekerja pada benda (N)
A = Luas Permukaan (m²)
Contoh Soal :
Seutas kawat dengan luas penampang 3 mm³ ditarik oleh gaya 3,6 N. Hitunglah tegangan yang dialami kawat tersebut!
Dik : A = 3 mm³ = 3 x 10⁻⁶
F = 3,6 N
Dit : σ
Jawab : = 1,2 x 10⁶ Nm⁻²
REGANGAN
Sebuah benda yang panjangnya L₀ ditarik dengan gaya F hingga bertambah panjang sepanjang ∆L. Setelah gaya dilepas, panjangnya kembali ke panjang semula. Batas ini disebut batas elastisitas dengan regangan (strain) disimbolkan dengan e.
Keterangan :
e = Regangan / Strain
∆L = Pertambahan Panjang (m)
L = Panjang mula-mula (m)
Contoh Soal :
Dik : L₀ = 15 cm
L₁ = 150,035 mm
Dit : e … ?
Jawab : ∆L = L₁ - L₀
= 150,034 - 150
= 0, 034 cm
e =
=
= 2, 267 x 10⁻⁴
Modulus Young
Modulus Young atau Modulus Elastis adalah perbandingan antara tegangan dan regangan.
Keterangan :
E = Modulus Elastis (Nm⁻² atau Pa)
F = Gaya Tarik (N)
A = Luas Penampang (m²)
∆L = Pertambahan Panjang (m)
Contoh Soal :
Dik : d = 0,5 mm = 0,5 x 10⁻³
L₀ = 70 cm = 0,7 mm
m = 35 kg
∆L = 0,45 mm = 0,45 x 10⁻³
Dit : a. σ
b. e
c. E
Jawab : A = πd²
= (3, 14)(0,5 x 10⁻³)²
= 0,2 x 10⁻⁶ m²
F = m.g
= (35)(10)
= 350
a. Regangan
e =
=
= 0,6 x 10⁻³
b. Tegangan
σ =
=
= 175 x 10⁷ Pa
c. Modulus Young
E =
=
= 2,9 x 10¹²
Konstanta Pegas
Dari persamaan Hooke, tetapan gaya atau konstanta berlaku umum untuk benda elastis. Pada modulus young yang diturunkan persamaan.
Keterangan :
K = Tetapan gaya pegas (N/m)
E = Modulus elastisitas (N/m²)
A = Luas Penampang Bahan (m²)
L₀ = Panjang Mula-mula (m)
Contoh Soal :
Dik : L₀ = 2 m
A = 2 mm² = 2 x 10⁻⁶ m²
F = 30 N
E = 3 x 10⁷ Nm⁻²
Dit : a. k
b. ∆L
Jawab :
a. k =
= (3 x 10⁷)(2 x 10⁻⁶) m
= 30 Nm⁻¹
b. ∆L =
=
= 1 m
Susunan Pegas
1. Susunan Pegas Seri
Sejumlah n pegas yang tersusun seri dapat digantikan dengan satu pegas pengganti. Jika masing-masing pegas memiliki konstanta k₁, k₂, k₃, k₄, … kn. Maka konstanta pegas penggantinya adalah :
2. Susunan Pegas Paralel
Sejumlah n pegas yang tersusun paralel dapat digantikan dengan satu pegas pengganti. Jika masing-masing pegas memiliki konstanta k₁, k₂, k₃, k₄, …. , kn. Maka konstanta pegas penggantinya adalah :
Kp = k₁ + k₂ + k₃ + k₄ + …. + kn
Contoh Soal :
Dik : k₁ = 250 N/m
k₂ = 500 N/m
Dit : Ks = … ?
Kp = … ?
Jawab: Ks =
=
=
Kp = k₁ + k₂
= 250 + 500
= 750 N/m