A A MODUL 11. FISIKA DASAR I 1. Tujuan Instruksional Khusus Mahasiswa diharapkan dapat memahami karakteristik suatu bahan melalui hubungan antara tegangan dan regangan . 2. Daftar Materi Pembahasan Elastisitas 2.1 . Tegangan dan Regangan 2.2 . Modulus Elastisitas 2.3 . Tegangan Permukaan 3. Pembahasan 2.1. Tegangan dan Regangan 2.1.1. Tegangan ( Stress ) Pada dasarnya semua benda pada batas tertentu mengalami perubahan bentuk atau volume sebagai akibat adanya gaya dari luar. Untuk setiap jenis perubahan (deformasi ) tersebut terdapat suatu besaran yang disebut tegangan ( stress ). Tegangan menytakan kekuatan dari gaya-gaya yang menyebabkan penarikan, peremasan atau pemuntiran, dan biasanya dinyatakan dalam bentuk gaya per satuan luas . Pada gambar 11.1.a menunjukkan batang homogen yang luasnya penampangnya A ditarik ke dua ujungnya dengan gaya F yang besarnya sama, sehingga batang tersebut dikatakan meregang. Dan pada gambar 11.1.b gaya tarik akan menyebar merata pada penampang seluas A, jika potongan batang tidak terlalu dekat dengan ujung batang . Tegangan ( S ) yang dialami oleh batang merupakan perbandingan gaya F terhadap luas penampang A http://www.mercubuana.ac.id F F F F A A

Gambar 11.2 Benda di tekan dengan gaya F 2.1.2. Regangan ( Strain ) Regangan adalah deformasi relative bentuk benda yang mengalami tegangan. Seperti pada gambar 11.3 Batang yang mengalami deformasi dari Lo menjadi L, setelah ujungnya mengalami gaya tarik F . Lo L Fn Fn L Gambar 11.3 Regangan pada batang sepanjang Lo Regangan tarikan/tekanan merupakan perbandingan pertambahan panjang terhadap panjang awalnya. Perbandingan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut : L Lo Lo L Lo Re gangan  ( 11.3 ) Regangan yang menyebabkan deformasi pada volume disebut regangan volume, yang merupakan perbandingan perubahan volume V = V – Vo, terhadap volume semula. V Vo Re gangan(SV ) ( 11.4 ) 2.2. Modulus Elastisitas http://www.mercubuana.ac.id

VkVop(20x106 Atm1)(0,25m3 )(160 Atm)8x104 m3 Tegangan = Modulus konstan . Regangan Kebalikan dari Modulus Bulk disebut Kompresibilitas ( K ), dinyatakan sebagai : 1 B dV /V dp 1 dV V dp K   (11.7 ) Kompresibilitas adalah fraksi pengurangan volume, -V/ Vo persatuan kenaikanp dalam satuan tekanan. Satuan kompresibilitas adalah kebalikan dari tekanan yaitu Pa-1 atau Atm-1. Contoh 2 : Sebuah pompa hidrolik berisi 250 Liter minyak. Carilah pengurangan volume minyak saat pompa ditambah tekanannya sebesar p 1,6 x10 7 Pascal ( sekitar 160 Atm atau 2300 psi ). Modulus bulk dari minyak adalah B 5x109 Pa ( sekitar 5 x 104 Atm ) dan kompresibilitasnya k = 1/B = 20 x 10-6 Atm-1 . Penyelesaian : Vop B (0,25m3 ))1,6x107 Pa) 9 V  8x10 4 m30,80L 5x10 Pa VkVop(20x106 Atm1)(0,25m3 )(160 Atm)8x104 m3 Fraksi perubahan volume : V  (8x104 m3 )(0,25m3 )0,0032atau 032% Vo 2.2.2 Tegangan dan Regangan Geser Pada gambar 11.4 benda mengalami tegangan geser ( Shear Stress ).Seperti contoh pada batang yang ujungnya terdapat baling-baling, sehingga pada saat berputar batang akan mengalami puntiran atau deformasi pada benda. Tegangan geser sebgai gaya Fn yang menyinggung permukaan bahan, dibagi dengan luas permukaan a tempat gaya tersebut bereaksi : F geser A  Tegangan geser ( 11.8 ) http://www.mercubuana.ac.id