X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

FISIKAElastisitas zat padat

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

A. ELASTISITAS ZAT PADAT• Sifat elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali

ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan.

• Contohnya adalah pegas

Sedangkan plastis adalah bendaYang tidak segera kembali keBentuk awalnya setelah gaya luarDihilangkan. Contoh lilin mainan dan tanah liat

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

1. TeganganJika sebuah benda elastis ditarik oleh suatu gaya, benda tersebut akan bertambah panjang sampaiukuran tertentu sebanding dengan gaya tersebut, yang berarti ada sejumlah gaya yang bekerja pada setiap satuan panjang benda. Gaya yang bekerja sebanding dengan panjang benda dan berbanding terbalik dengan luas penampangnya. Besarnya gaya yang bekerja dibagi dengan luas penampang didefinisikan sebagai

Tegangan (N/m² atau Pascal (Pa))•  F = Gaya (N)•  A= Luas penampang (m)

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

2. Regangan• Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan

panjang dengan panjang awal.Contohnya benda yang menggantung pada tali, menimbulkan gaya tarik pada tali, sehingga talimemberikan perlawanan berupa gaya dalam yang sebanding dengan berat beban yangdipikulnya (gaya aksi = reaksi). Respon perlawanan dari tali terhadap beban yang bekerja padanya akan mengakibatkan tali menegang sekaligus juga meregang sebagai efek terjadinya pergeseran internal di tingkat atom pada partikel-partikel yang menyusun tali, sehingga talimengalami pertambahan panjang

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

Jika tali mengalami pertambahan sejauh Δl dari yang semula sepanjang L, maka regangan yangterjadi pada tali merupakan perbandingan antara penambahan panjang yang terjadi terhadap panjang mula-mula dari tali dan dinyatakan sebagai berikut

dimana :ΔL = perubahan panjang (perpanjangan) ……………(satuan panjang)L = panjang awal (panjang semula) ……………(satuan panjang)karena pembilang dan penyebutnya memiliki satuan yang sama, maka regangan adalah sebuahnilai nisbi, yang dapat dinyatakan dalam persen dan tidak mempunyai satuan.

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

4. Modulus elastis• Pengertian Modulus Young. Modulus Young, juga dikenal

sebagai modulus elastis adalah suatu ukuran bagaimana suatu materi atau struktur akan rusak dan berubah bentuk jika ditempatkan di bawah stress. Menurut wikipedia, Modulus Young adalah ukuran kekakuan suatu bahan isotropik elastis dan merupakan angka yang digunakan untuk mengkarakterisasi bahan. Modulus Young didefinisikan sebagai rasio dari tegangan sepanjang sumbu atas dengan regangan sepanjang poros sumbu tersebut di mana hukum Hooke berlaku. Modulus Young adalah ukuran bagaimana sulitnya untuk memampatkan material, seperti baja. Mengukur tekanan biasanya dihitung dalam satuan pascal (Pa). Hal ini paling sering digunakan oleh fisikawan untuk menentukan besar tegangan dari pengukuran seberapa material, dalam menanggapi stress seperti terjepit atau diregangkan.

• Modulus Young, E, dapat dihitung dengan membagi tegangan tarik oleh regangan tarik dalam batas elastisitas linier pada bagian dari kurva tegangan-regangan:

• Elastisitas adalah kemampuan suatu material untuk kembali ke keadaan atau dimensi aslinya setelah beban, atau stres, dihilangkan. Regangan elastis adalah reversibel, yang berarti regangan akan hilang setelah tegangan tersebut dihilangkan dan material akan kembali ke keadaan semula. Bahan yang terkena tingkat stres yang intens dapat rusak ke titik di mana stres merubah bahan tersebut tidak akan kembali ke ukuran aslinya. Hal ini disebut sebagai deformasi plastis atau regangan plastis.

• Kemampuan materi untuk menolak atau meneruskan tegangan adalah penting, dan sifat ini sering digunakan untuk menentukan apakah bahan tertentu cocok untuk tujuan tertentu. Sifat ini sering ditentukan di laboratorium, menggunakan teknik eksperimental yang dikenal sebagai uji tarik, yang biasanya dilakukan pada sampel bahan dengan bentuk dan dimensi tertentu. Modulus Young dikenal untuk berbagai bahan struktural, termasuk logam, kayu, kaca, karet, keramik, beton, dan plastik.

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

Pengertian Modulus YoungModulus Young menggambarkan hubungan antara tegangan dan perubahan bentuk bahan. Stres atau tegangan didefinisikan sebagai gaya yang diterapkan tiap satuan luas, dengan satuan yang khas pound per square inch (psi) atau Newton per meter persegi – juga dikenal sebagai pascal (Pa). Regangan adalah suatu ukuran jumlah yang material berubah bentuk ketika tegangan diterapkan dan dihitung dengan mengukur jumlah deformasi di bawah kondisi stres, dibandingkan dengan dimensi aslinya. Modulus Young didasarkan pada elastisitas Hukum Hooke dan dapat dihitung dengan membagi tegangan dengan regangan

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

B. HUKUM HOOKE

Hukum Hooke dapat dinyatakan:

“ Pada daerah elastisitas benda, besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda .”

F = gaya yang bekerja pada pegas (N)k = konstanta pegas (N/m) x = pertambahan panjang pegas (m).

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

1. Tetapan Gaya Benda Elastis

Tetapan gaya benda elastis dalam hukum Hooke dilambangkan dengan simbol k. Perlu anda ketahui bahwa tetapan gaya k adalah tetapan umum yang berlaku untuk benda elastik jika diberi gaya yang tidak melampui titik A (batas hukum Hooke).Gaya tarik F yang dikerjakan pada benda padat, dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.Dan hukum Hooke sebagai berikut F = k ∆xDari kedua persamaan diatas, kita dapat mensubtitusikannya sehingga akhirnya akan didapat sebuah rumus untuk menghitung tetapan gaya k, yaitu.Dengan A adalah luas penampang (m²), E adalah modulus elastis bahan (N/m²), dan L adalah panjang bebas dari benda (panjang benda saat belum ditarik).

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

2. Hukum Hooke Untuk Susunan PegasA. Susunan Seri Pegas

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

A. Susunan Seri PegasSusunan Seri PegasKetika dua buah (atau beberapa) pegas disusun secara seri, maka akan berlaku beberapa sifat sebagai berikut :Gaya yang bekerja pada pegas-pegas tersebut adalah sama yaitu sebesar gaya berat beban.F1 = F2 = W = m.gPertambahan panjang total adalah jumlah pertambahan panjang yang dialami oleh masing-masing pegas.ΔL = ΔL1+ ΔL2.Dari kedua sifat di atas, maka konstanta pegas pengganti pada susunan seri adalah sebagai berikut :Dari F = k ΔL → ΔL = F/k

⇒ ΔL = ΔL1 + ΔL2 ⇒ F/kp = F1/ k1 + F2/k2

Karena F = F1 = F2 = W, maka persamaan di atas menjadi : ⇒ W/kp = W/k1 + W/k2 ⇒ W/kp = (1/ k1 + 1/k2) W ⇒ 1/kp = 1/ k1 + 1/k2.

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

B. Susunan Pararel PegasSusunan Paralel Pegas

Ketika dua buah pegas disusun secara paralel, maka akan berlaku beberapa sifat sebagai berikut :Gaya yang bekerja pada pegas-pegas tersebut adalah jumlah gaya yang berkerja pada masing-masing pegas.F = W = F1 + F2Pertambahan panjang total pada susunan paralel adalah sama dengan pertambahan panjang yang dialami oleh masing-masing pegas. ΔL = ΔL1 = ΔL2.Dari kedua sifat di atas, maka konstanta pegas pengganti pada susunan paralel adalah sebagai berikut :Dari F = k ΔL

⇒ F = F1 + F2 ⇒ kp ΔL = k1 ΔL1 + k2 ΔL2

Karena ΔL = ΔL1 = ΔL2 , maka persamaan di atas menjadi : ⇒ kp ΔL = k1 ΔL + k2 ΔL ⇒ kp ΔL = ( k1 + k2) ΔL ⇒ kp = k1 + k2.

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

Click icon to add picture

X M

IA B

,SM

A 10

5 Ja

kart

a

SekianTerima Kasih