ELASTISITAS

Pendahuluan Apabila gaya yang diterapkan terhadap suatu bahan dihilangkan, bahan tersebut akan kembali ke bentuknya semula, contohnya pegas dan karet. Ada juga benda yang mengalami bentuk secara permanen jika dikenai gaya, contohnya tanah liat dan lilin. Untuk membedakan karakteristik kedua jenis benda ini, benda dikatakan memiliki sifat elastis

ELASTISITAS Elastisitas adalah : Kecenderungan pada suatu benda untuk berubah dalam bentuk baik panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan atau menariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk kembali seperti semula.

ELASTISITAS Untuk memahami elastisitas benda dapat dilakukan percobaan menggunakan pegas. Jika hasil yang diperoleh digambarkan dalam bentuk grafik antara gaya berat benda (F) dengan pertambahan panjang pegas (x), akan tampak pada grafik berikut

Stress dan Strain Tegangan ( Stress= σ ) Regangan ( Strain = ε ) DL Stress : Gaya (F) yang dialami benda persatuan luas (A). F A Regangan ( Strain = ε ) Perbandingan pertambahan panjang terhadap panjang asli, akibat mengalami tegangan DL Lo Strain = Lo Diberi gaya F F DL L

Stress pada Pegas Perubahan panjang akibat gaya F Sebelum diberi gaya panjang mula-mula pegas L Panjang pegas bertambah ∆L saat ditarik gaya F F

Stress pada Pegas Perubahan ukuran panjang akibat tarikan atau tekanan disebut STRAIN (ε) nilai sebanding dengan ∆L/L F Jika gaya F bekerja pada permukaan benda yang homogen tiap satuan luas permukaan dimana gaya itu bekerja disebut STRESS (σ) dengan satuan (N/m2) F σ = F/A

Modulus Kelentingan. Stress σ Strain ε σ F . Lo E = = ε A . DL σ ε Perbandingan antara suatu tegangan (stress) terhadap regangannya (strain) disebut : “MODULUS KELENTINGAN”. Modulus kelentingan linier atau disebut juga modulus young. Modulus Young (E) = = Stress Strain σ = ε F = gaya tekan/tarik Lo = panjang mula-mula A = luas penampang yang tegak lurus gaya F ∆L = pertambahan panjang E = modulus elastisitas σ = stress ε = strain σ F . Lo E = = ε A . DL σ = ε

Modulus Geser ΔL A F L ΔL ∝ L ΔL = δ L Tekanan geser Regangan geser sebelum dikenai gaya geser setelah dikenai gaya geser ΔL ∝ L ΔL = δ L Tekanan geser Regangan geser

Modulus Volum P P P P Benda mengalami penyusutan volume ketika dikenai tekanan dari segala arah Dari hasil percobaan “ (i) pengurangan volum (ΔV) sebanding dengan volum semula (ii) pengurangan volum (ΔV) sebanding dgn tekanan yg diberikan ΔV ∝ Vo ΔP B=modulus volum

Hukum Hooke Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dengan pertambahan panjang pegas pada daerah elastis pegas. Berdasarkan Hukum III Newton (aksi-reaksi), pegas akan mengadakan gaya yang besarnya sama tetapi arah berlawanan F = gaya pada pegas (N) x = pertambahan panjang (m) k = tetapan pegas (N/m)

Gaya Pegas F T = Perioda (s) f = frekwensi (Hz) k = konstanta gaya pegas (N/m) m = massa beban (kg)

Tetapan Gaya F = k.x F = gaya pegas k = konstanta pegas x = simpangan pada pegas k x F Grafik hubungan gaya (F), konstanta pegas (k) dan pertambahan panjang (x)

Energi Potensial Pegas k Posisi awal F Posisi awal F Energi potensial pegas dapat dihitung dengan grafik hubungan antara gaya F dengan pertambahan panjang x Usaha = Luas D yang diarsir W = ½ F.x = ½ k.x.x = ½ k.x2 Usaha gaya tarik (F) = Energi potensial pegas Ep = W Ep = ½ k.x2 F k x

Susunan Pegas Seri atau Paralel Campuran

Hukum Hooke F = -k.y

Soal PR: Empat buah pegas sejenis dengan konstanta 500 N/m disusun secara seri. Susunan pegas tersebut digantungi benda bermassa 2 Kg. hitunglah: (a). Pertambahan panjang susunan pegas (b). Pertambahan panjang masing-masing pegas Dua buah pegas disusun secara seri dan digantungkan secara vertikal. Konstanta salah satu pegas adalah 750 N/m. Pada ujung bawah susunan pegas digantung beban 5 N sehingga terjadi pertambahan panjang total 2 cm. hitunglah: (a). Konstanta pegas yang kedua Kabel aluminium memiliki diameter 1,5 mm dan panjang 5,0 m. kabel tersebut kemudian digunakan untuk menggantung benda yang memiliki massa 5,0 Kg. Modulus Young Aluminium adalah Y = 7 x 1010 N/m2. (a). Berapa stress yang bekerja pada kawat (b). Berapa strain kawat (c). Berapa pertambahan panjang kawat (d). Berapa konstanta pegas kawat

Soal PR: 4. Kawat kuniingan sepanjang 2 m disambungkan dengan kawat baja sepanjang 3 m. Diameter kawat kuningan adalah 2 mm dan diameter kawat baja adalah 1,5 mm. Kawat yang disambung tersebut digunakan untuk menggantung beban 10 kg. Berapa pertambahan panjang masing-masing kawat? Modulus Young kawat kuningan Y=1011 N/m2 dan Modulus Young kawat baja Y = 2 x 1011 N/m2. 5. Air dalam silinder memilki volume 1 L pada tekanan 1 atm. Berapa perubahan volum air ketika diberi tekanan 100 atm? Modulus volum air adalah 2 x 109 N/m2.

OK Siswa sekalian... Selamat Belajar ya ....