X MIA C

SMA NEGERI 105 JAKARTA

2014/2015

ELASTISITAS• Sifat bahan atau kemampuan benda untuk kembali ke bentuk semula

setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan.

• Kecenderungan bahan padat untuk kembali ke bentuk aslinya setelah

terdeformasi.

• Benda padat akan mengalami deformasi (perubahan ukuran / bentuk)

ketika gaya diaplikasikan padanya.

• Bila benda bahan tersebut elastis, maka benda itu akan kembali ke

bentuk dan ukuran awalnya ketika gaya dihilangkan.

Contoh :

1

KaretPegas

Baja

Kayu

Ketapel

Apa yang terjadi pada kasus ini

? benda tersebut bergantung pada

salah satu ujung tali dan ditarik oleh

kita pada ujung yang lainnya. Tali

yang tertarik akan tegang

sehingga balok katrol dapat

dianggap sebagai sebuah struktur.

Tegangan tarik dapat ditentukan

dengan membagi berat beban ( berat

dari benda yang menggantung pada

tali ) dengan luas penampang

elemennya ( tali yang memegang

benda tersebut ).

Keadaan ini dapat dinyatakan sebagai berikut :

Dimana :

σ = Tegangan normal N = Gaya

A = Luas penampang tali

Jadi dapat disimpulkan, Tegangan (Stress) adalah

“ Perbandingan antara gaya tarik atau tekan yang

bekerja terhadap luas penampang benda” . σ = N /

A

Benda yang menggantung pada tali,

menimbulkan gaya tarik pada tali ,

sehingga tali memberikan perlawanan

berupa gaya dalam yang sebanding

dengan berat beban yang dipikulnya

( 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 tali mengalami

pertambahan panjang

Jika pada akhirnya tali telah mengalami pertambahan sejauh Δl dari yang

semula sepanjang L, maka regangan yang terjadi pada tali merupakan

perbandingan antara penambahan panjang yang terjadi terhadap panjang

mula-mula dari tali dan dinyatakan sebagai berikut :

Dimana :

ε = Regangan

ΔL = Perubahan panjang (perpanjangan)…………… (satuan

panjang)

L = Panjang awal (panjang semula)………………… (satuan panjang

Jadi, Regangan adalah “Perbandingan antara pertambahan panjang

(ΔL) terhadap panjang mula-mula(L)”. Regangan dinotasikan dengan ε dan

tidak mempunyai satuan.

Dari O ke B, deformasi (perubahan

bentuk) pegas adalah elastis. Ini berarti

jika tegangan dihilangkan, pegas akan

kembali ke bentuk semula. Dalam daerah

deformasi elastis terdapat daerah yang

grafiknya linear (garis lurus), yaitu OA.

Dari O sampai A berlaku hukum Hooke,

dan A disebut batas Hukum Hooke.

B adalah batas elastis. Di atas titik itu deformasi pegas adalah plastis. Jika

tegangan dihilangkan dalam daerah deformasi plastis, misalnya di titik D, pegas

tidak akan kembali ke bentuk semula, melainkan mengalami deformasi

permanen.

C adalah titik tekuk (yield point). Di atas titik itu hanya dibutuhkan tambahan

gaya tarik kecil untuk menghasilkan pertambahan panjang yang besar. Tegangan

paling besar yang dapat kita berikan tepat sebelum kawat patah disebut

tegangan maksimum (ultimate tensile stress). E adalah titik patah. Jika

tegangan yang kita berikan mencapai titik E, maka pegas akan patah.

GRAFIK TEGANGAN TERHADAP

REGANGAN

keterangan:

𝐸= Modulus elastisitas

𝜎= tegangan

e = regangan

sebuah ukuran yang digunakan untuk merepresentasikan

kekakuan suatu bahan. Makin besar nilai modulus

elastisitas, maka makin kecil regangan elastis yang

dapat dihasilkan dari pemberian tegangan

𝐸 =𝜎

𝑒

*

𝐸 =𝜎

𝑒=

𝐹

𝐴∆𝐿

𝐿

→𝐹

𝐴= 𝐸

∆𝐿

𝐿

Keterangan:

E= modulus elastisitas ( 𝑁 𝑚2)

𝜎= tegangan ( 𝑁 𝑚2)

e = regangan

F = gaya (N)

A = luas penampang (m2)

∆L = pertambahan panjang

L = panjang awal

Benda elastisitas juga memiliki batas elastisitas tertentu. Andaikan benda elastis diberi gaya tertentu dan kemudian dilepaskan. Jika bentuk benda tidak kembali ke bentuk semula, berarti berarti gaya yang diberikan telah melewati batas elastisitasny. Keadaan itu juga dinamakan keadaan plastis.

Jika kita menarik ujung pegas, sementara ujung yang lain terikat tetap, pegas akan bertambah panjang. Jika pegas kita lepaskan, pegas akan kembali ke posisi semula akibat gaya pemulih.Pertambahan panjang pegas saat diberi gaya akan sebanding dengan besar gaya yang diberikan.

Hukum Hooke

“ jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas

pegas, maka perubahan panjang pegas berbanding

lurus dengan gaya tariknya”

Bunyi Hukum Hooke

F adalah gaya (dalam unit Newton)k adalah konstante pegas (dalam N/m)x adalah jarak pergerakan pegas dari posisi

normalnya(m)

RUMUS

𝑭 = −𝑲𝒙

*

K1

K2

1. Gaya tarik yang dialami tiap pegas sama besar dan

gaya tarik ini sama dengan gaya tarik yang dialami

pegas pengganti

2. Pertambahan panjang pegas pengganti seri ∆x sama

dengan total pertambahan panjang tiap-tiap pegas.

F1=F2=F

∆𝑥 = ∆𝑥1 + ∆𝑥2

1

𝐾𝑠=

1

𝐾1+

1

𝐾2+⋯

Prinsip susunan paralel beberapa buah pegas

adalah sebagai berikut.

1. Gaya tarik pada pegas pengganti F sama dengan

total gaya tarik pada tiap pegas (F1 dan F2).

F = F1 + F2

2. Pertambahan panjang tiap pegas sama besar dan

pertambahan panjang ini sama dengan

pertambahan panjang pegas pengganti.

Δx1 = Δx2 = Δx

K = k1+k2

*Pegas selalu membantu kita untuk menjalankan

aktifitas sehari-hari.

*Pegas ada banyak kegunaannya begitu pula

pengaplikasiannya dalam hidup

*Berikut adalah contoh dari beberapa

pengaplikasian pegas dalam kehidupan sehari-

hari :

*

*Tujuan adanya pegas dalam shockbreaker adalah untuk meredam kejutan ketika sepeda motor yang dikendarai melewati permukaan jalan yang tidak rata.

*Ketika sepeda motor melewati jalan berlubang, gaya berat yang bekerja pada pengendara (dan gaya berat motor) akan menekan pegas sehingga pegas mengalami mampatan. Akibat sifat elastisitas yang dimilikinya, pegas meregang kembali setelah termapatkan.

•Disamping adalah contoh

gambar shockbreaker

• Pegas yang digunakan

pada sepeda motor atau

kendaraan lainnya telah

dirancang untuk mampu

menahan gaya berat sampai

batas tertentu.

*

*Ketika kita duduk atau tidur di atas kasur pegas, gaya berat menekan kasur. Karena mendapat tekanan maka pegas kasur termampatkan. Akibat sifat elastisitasnya, kasur pegas meregang kembali.

*Pegas akan meregang dan termampat, demikian seterusnya. Akibat adanya gaya gesekan maka suatu saat pegas berhenti bergerak.

•Gambar disamping adalah

salah satu contoh tempat tidur

yang memakai sistem pegas.

•Dengan adanya pegas

memberikan kenyamanan

selama kita menggunakan

tempat tidur tersebut.

*

*Contoh yang sangat sederhana dan mungkin sering kita temui adalah ketapel.

*Ketika hendak menembak burung dengan ketapel misalnya, karet ketapel terlebih dahulu diregangkan (diberi gaya tarik).

*Akibat sifat elastisitasnya, panjang karet ketapel akan kembali seperti semula setelah gaya tarik dihilangkan.

•Gambar disamping adalah

salah satu contoh bentuk

dari ketapel

*

*Dinamometer, adalah alat pengukur gaya.

Biasanya digunakan untuk menghitung besar

gaya pada percobaan di laboratorium.

*Di dalam dinamometer terdapat pegas. Pegas

tersebut akan meregang ketika dikenai gaya

luar.

*Ujung pegas dikaitkan dengan sebuah benda

bermassa.

•Gambar disamping adalah

salah satu contoh dari bentuk

dinamometer