𝜎 =𝐹

𝐴

Elastisitas

1. Elastisitas

Definisi:

“Setiap benda memiliki sifat lentur atau elastis, Elastisitas adalah sifat benda

yang berusah menghambat perubahan bentuk atau deformasi dan cenderung

untuk mengembalikan bentuk benda ke bentuk semula ketika gaya yang

memengaruhinya dihilangkan”

Adapun benda yang setelah mengalami deformasi tidak kembali ke bentuknya

semula dinamakan benda plastis.

2. Tegangan

Notasi : 𝜎

Satuan : N.m2

Definisi :

“Tegangan ( stress ) adalah besarnya gaya yang diberikan oleh molekul-

molekul per satuan luas”

Rumus :

Ket : 𝜎 = 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 (𝑁𝑚2)

𝐹 = 𝐺𝑎𝑦𝑎(𝑁)

𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔(𝑚2)

Contoh Soal :

Sebuah dawai gitar terbuat dari baja yang diameternya 1mm. Dawai tersebut

dibunyikan dengan gaya sebesar 6 N. Tentukanlah berapa tegangannya?

Dik : 𝑑 = 1 𝑚𝑚 = 0,001 𝑚

𝐹 = 6 𝑁

Dit: 𝜎 = ?

Jwb:

𝜎 =𝐹

𝐴=

6

0,001= 6000 𝑁𝑚2

Karlina Ayu Efrita 3215126555

Pendidikan Fisika NR 2012

𝑒 =∆𝑙

𝑙0

𝐸 =𝜎

𝑒=

𝐹𝑙0

𝐴 ∆𝑙

3. Regangan

Notasi : 𝑒

Satuan : -

Definisi :

“Regangan adalah perbandingan pertambahan panjang suatu benda terhadap

panjang benda mula-mula karena ada gaya luar yang memengaruhi benda.”

Rumus :

Ket : 𝑒 = 𝑅𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

∆𝑙 = 𝑃𝑒𝑟𝑡𝑎𝑚𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 (𝑚)

𝑙0 = 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑚𝑢𝑙𝑎 − 𝑚𝑢𝑙𝑎 (𝑚)

Contoh Soal :

Sebuah pegas yang panjangnya 6 cm digantungkan oleh beban sehingga

panjangnya menjadi 9 cm. Tentukanlah regangan yang terjadi pada pegas?

Dik : 𝑙0 = 6 𝑐𝑚 = 0,06 𝑚

𝑙 = 9 𝑐𝑚 = 0,09 𝑚

Dit : 𝑒 = ?

Jwb :

∆𝑙 = 𝑙 − 𝑙0 = 0,09 − 0,06 = 0,03 𝑚

𝑒 =∆𝑙

𝑙0=

0,03

0,06= 0,5

4. Modulus Elastisitas atau Modulus Young

Notasi : 𝐸

Satuan : N.m2

Definisi :

“Modulus elastisitas atau modulus Young adalah perbandingan antara

tegangan dan regangan dari suatu benda”

Rumus :

Ket : 𝐸 = 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑢𝑠 𝐸𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (𝑁𝑚2)

𝜎 = 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 (𝑁𝑚2)

𝐹 = 𝐺𝑎𝑦𝑎(𝑁)

𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔(𝑚2)

𝑒 = 𝑅𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

∆𝑙 = 𝑃𝑒𝑟𝑡𝑎𝑚𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 (𝑚)

𝑙0 = 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑚𝑢𝑙𝑎 − 𝑚𝑢𝑙𝑎 (𝑚)

Contoh Soal :

Suatu kawat yang memiliki luas penampang 2x10-6 m2 dan panjang 6 m

digantung vertical dengan ujung bebasnya diberi beban 50 kg, Jika kawat

memanjang sebesar 4 mm. Tentukan modulus elastisitasnya?

Dik : 𝐴 = 2 × 10−6𝑚2

𝑙0 = 6 𝑚

𝐹 = 50 𝑁

∆𝑙 = 4 𝑚𝑚 = 4 × 10−3 𝑚

Dit : 𝐸 = ?

Jwb :

𝐸 =𝜎

𝑒=

𝐹𝑙0

𝐴 ∆𝑙

=(50)(6)

(2 × 10−6)(4 × 10−3)

= 3,75 × 1010 𝑁𝑚2

5. Konstanta Gaya Pegas

A. Konstanta Pegas disusun seri

Apabila ada dua buah pegas yang disusun secara seri seperti pada gambar

dibawah ini:

Gambar :

1

𝑘𝑠=

1

𝑘1+

1

𝑘2+ ⋯ +

1

𝑘𝑛

𝑘𝑝 = 𝑘1 + 𝑘2 + ⋯ + 𝑘𝑛

𝐹 = −𝑘∆𝑥

Rumus :

.

Ket: 𝑘𝑠 = 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑔𝑎𝑛𝑡𝑖 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 𝑆𝑒𝑟𝑖 (𝑁/𝑚)

B. Konstanta Pegas disusun paralel

Apabila ada dua buah pegas yang disusun secara paralel seperti pada gambar

dibawah ini:

Gambar :

Rumus :

Ket: 𝑘𝑝 = 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑔𝑎𝑛𝑡𝑖 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 𝑃𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 (𝑁/𝑚)

6. Gaya Pemulih

Notasi : 𝐹

Satuan : N

Definisi :

“Benda yang bergerak harmonik dipengaruhi oleh sebuah gaya yang arahnya

selalu melalu titik keseimbangan (gaya pemulih)”

Rumus :

Tanda minus artinya berlawanan arah dengan tanda semua (vektor)

Ket : 𝐹 = 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑑𝑖𝑘𝑒𝑟𝑗𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑔𝑎𝑠 (𝑁)

𝑘 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎 𝑝𝑒𝑔𝑎𝑠 (𝑁/𝑚)

∆𝑥 = 𝑃𝑒𝑟𝑡𝑎𝑚𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑝𝑒𝑔𝑎𝑠 (𝑚)

Contoh soal :

Berapakah gaya yang diperlukan untuk menarik suatu pegas agar bertabah

panjang 0,25 m jika diketahui dua buah pegas konstantanya sama-sama 72 N/m

yang disusun secara parallel.

Dik : 𝑘1 = 𝑘2 = 72 𝑁/𝑚

∆𝑥 = 0,25𝑚

Dit :𝐹 = ?

Jwb :

𝑘𝑝 = 𝑘1 + 𝑘2 = 72 + 72 = 144 𝑁/𝑚

𝐹 = 𝑘∆𝑥 = (144)(0,25) = 36 𝑁

𝐸 = Modulus Elastis (N/m2)

𝐹 = Gaya (N)

𝐿0 = Panjang mula-mula (m)

𝐴 = Luas Penampang (m2)

∆𝐿 = Pertambahan Panjang (m)

𝜎 = Tegangan (N/m2)

𝐹 = Gaya (N)

𝐴 = Luas Penampang (m2)

𝑒 = Regangan

∆𝐿 = Pertambahan Panjang (m)

𝐿0 = Panjang mula-mula (m)

𝑘 = Konstanta Pegas (N/m)

𝐴 = Luas Penampang (m)

𝐸 = Modulus Elastis (N/m2)

𝐿0 = Panjang mula-mula (m)

𝐹 = Gaya Pegas (N)

𝑘 = Konstanta Pegas (N/m)

∆𝑥 = Penambahan Panjang Pegas (m)

Elastisitas

1.Tegangan 2.Regangan 3. Modulus Young

atau Modulus Elastis

5. Gaya Pemulih 4. Konstanta Gaya Pada Pegas

Keterangan: Keterangan:

Keterangan:

Keterangan:

𝜎 =𝐹

𝐴

𝑒 =∆𝐿

𝐿0

𝐸 =𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

𝑅𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

𝑘 =𝐴𝐸

𝐿0

𝐹 = −𝑘∆𝑥

𝐸 =𝜎

𝑒

𝐸 =𝐹/𝐴

∆𝐿/𝐿0

𝐸 =𝐹𝐿0

𝐴∆𝐿

Keterangan:

A. Disusun Seri 1

𝑘𝑠=

1

𝑘1+

1

𝑘2+ ⋯ +

1

𝑘𝑛

B. Disusun paralel 𝑘𝑝 = 𝑘1 + 𝑘2 + ⋯ + 𝑘𝑛

Hubungannya:

Karlina Ayu Efrita 3215126555

Pendidikan Fisika NR 2012