ELASTISITAS: RUMUS DAN CONTOH SOAL

ELASTISITAS DAN GAYA PEGAS

Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula ketika gaya yang diberikan telah dihilangkan.. Menurut Abdullah, (2016:690) sifat elastis adalah sifat bahan yang cenderung kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja pada benda dihilangkan. contoh bahan yang memiliki sifat elastisitas adalah pegas. 

Bahan yang diberi gaya tertentu akan mengalami perubahan bentuk yang bergantung pada arah dan letak gaya yang diberikan pada bahan tersebut. ada tiga bentuk jika suatu benda dikenai gaya yaitu:

1. Regangan, adalah perubahan bentuk yang dialami oleh suatu bahan jika gaya yang berlawanan arah (menjauhi pusat bahan) diberikan pada ujung-ujung bahan.
2. Mampatan (tegangan), adalah perubahan bentuk yang dialami suatu bahan jika gaya berlawanan arah (menuju pusat bahan) diberikan pada ujung-ujung bahan. 
3. Geseran, peubahan bentuk yang dialami oleh suatu bahan jika gaya yang berlawanan arah diberikan pada sisi-sisi bidang bahan. 

sumber: http://digilib.uin-suka.ac.id/14453/2/07690030_bab-i_iv-atau-v_daftar-pustaka%281%29.pdf

Tegangan, Regangan, dan Modulus Young

Tegangan

jika suatu benda diberikan gaya tarik F yang berlawanan dan sama besar. batang tersebut dikatakan mengalami tegangan jika ditinjau dari irisan tegak lurus dari panjang batang (garis merah), tarikan gaya F akan tersebar merata pada luas A seperti yang ditunjukkan pada gambar b. sehingga tegangan didefinisikan sebagai perbandingan besar gaya F terhadap luas penampang A. secara matematis dirumuskan sebagai berikut:

 

keterangan

F= gaya tarik (N)

A= luas penampang benda (m^2)

Regangan

gaya-gaya yang bekerja pada batang mengakibatkan pertambahan panjang pada batang. perubahan friksional yang terjadi pada batang disebut regangan. 

jika sebuah batang mengalami regangan akibat adanya gaya tarik F, panjang batang mula-mula adalah l nol  berubah menjadi l dengan demikian batang tersebut mendapat pertambahan panjang sebesar delta l

maka:

Modulus Young

berdasarkan percobaan yag telah dilakukan didapatka grafik seperti di bawah ini

berdasarkan percobaan-percobaan yang telah dilakukan pada sejumlah besar bahan diamati sifatnya yang menarik yaitu perbandingan tekanan dan regangan untuk suatu benda selalu konstan. secara matematis dituliskan sebagai beriktu:

konstanta E dikenal dengan modulus young bahan. sehingga didapatkan persamaan sebagai berikut:

jika kita bandingkan persamaan persamaan di atas dengan hukum hook F=-kx

maka

kemiripan ini karena bahan pun menunjukkan sifat elastis seperti pegas. 

contoh:

Suatu kawat baja memiliki diameter 2 mm dan panjang 4 m. Kawat tersebut digunakan untuk menggantung benda yang bermassa 5,0 kg. Modulus Young kawat adalah 200  10^9 N/m2. Berdasarkan informasi tersebut hitunglah

1. pertambahan panjang kawat
2. "konstantan pegas" untuk kawat

pembahasan

Dari informasi soal kita dapatkan diameter kawat d = 2 mm = 2  10^-3 m, jari-jari kawat r = d/2 = 1  10^-3 m, luas penampang kawat A = r^2 = 3,14   (1  10^-3)^2 = 3,14  10^-6 m^2, panjang kawat L = 4 m, dan berat beban W =mg = 5,0  10 = 50 N.

1. pertambahan panjang kawat

tegangan kawat = 8 x 10^-5 maka  pertambahan panjang kawat adalah

pertambahan panjang kawat: tegangan x panjang kawat= 3.2 x 10^-4 m

2. konstanta pegas untuk kawat

k= EA/l0

k= 1,57 x 10^5 N/m

referensi 

Abdullah, Mikrajuddin.2016.Fisika Dasar.Bandung:ITB

http://digilib.uin-suka.ac.id/14453/2/07690030_bab-i_iv-atau-v_daftar-pustaka%281%29.pdf diakses pada tanggal 20 Mei 2017 pukul 12.56 WIB