Kompetensi Dasar & Indikator Kompetensi : Tujuan 1. 2. 3. . : Menyebutkan pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan. Mengidentifikasi modulus elastisitas dan konstanta gaya. Menghitung nilai konstanta pengganti pada susunan pegas seri dan paralel

Pendahuluan Karet, pegas, pelat logam merupakan contoh benda elastis(lentur), karena memilik i sifat elastisitas, yaitu sifat suatu benda yang jika diberi gaya luar akan men galami perubahan bentuk dan bila gaya luar yang bekerja dihilangkan, maka benda kembali kebentuk semula. Benda elastis juga dapat bersifat plastis(tidak dapat kembali kebentuk semula). Ini berarti batas elastisitas benda sudah terlampaui, yang disebabkan gaya yang bekerja diperbesar terus. Mengakibatkan karet atau pegas patah. Tegangan (Stress) dan Regangan (Strain) 1. Tegangan (Stress) Tegangan adalah Perbandingan antara gaya tarik yang bekerja terhadap luas penampan g benda . Tegangan dinotasikan dengan (sigma), satunnya Nm-2. a. Bentuk awal benda sebelum diberi gaya b . Bentuk benda tertegang setelah diberi gaya pada bidang A Secara matematika konsep Tegangan (Stress) dituliskan :

Contoh penggunaan konsep Tegangan (Stress): Sebuah kawat yang panjangnya 2m dan luas penampang 5mm2 ditarik gaya 10N. Tentuk an besar tegangan yang terjadi pada kawat. Pembahasan: Diketahui : A = 5mm2 = 5.10-4 m2 F = 10N Ditanyakan : ? Jawab : = = = 2.104Nm-2 2. Bentuk benda tertegang setelah diberi gaya pada bidang A Secara matematika konsep Tegangan (Stress) dituliskan : Contoh penggunaan konsep Tegangan (Stress): Sebuah kawat yang panjangnya 2m dan luas penampang 5mm2 ditarik gaya 10N. Tentuk an besar tegangan yang terjadi pada kawat. Pembahasan: Diketahui : A = 5mm2 = 5.10-4 m2 F = 10N Ditanyakan : ? Jawab : = = = 2.104Nm-2 2 . Regangan (Strain) Regangan adalah Perbandingan antara pertambahan panjang L terhadap panjang mula-mul a(Lo) Regangan dinotasikan dengan e dan tidak mempunyai satuan. 1. Keadaan awal benda yang panjangnya Lo diberi gaya (F) pada bidang A

2. Keadaan benda bertambah panjang sejauh Secara matematika konsep Regangan (Strain) dituliskan Contoh penggunaan konsep Regangan (Strain): Sebuah kawat panjangnya 100 cm ditarik dengan gaya 12N, sehingga panjang kawat m enjadi 112 cm. Tentukan regangan yang dihasilkan kawat. Pembahasan : Diketahui : Lo = 100 cm L = 112 cm L = 112 cm - 100 cm = 12cm Ditanyakan : e ? Jawab : e = e = e = 0,12 Modulus Elastisitas Modulus Elastisitas adalah Perbandingan antara tegangan dan regangan dari suatu be nda . Modulus elastisitas dilambangkan dengan E dan satuannya Nm-2. Modulus elasti sitas disebut juga Modulus Young. Secara Matematis konsep Modulus Elastisitas : Tabel : Modulus Elastisitas berbagai zat Contoh konsep Modulus Elastisitas : Seutas kawat luas penampangnya 4mm2 ditarik oleh gaya 3,2N sehingga kawat terseb ut mengalami pertambahan panjang sebesar 0,04cm. Jika panjang kawat pada mulanya 80 cm, tentukan Modulus Young kawat tersebut. Pembahasan : Diketahui : Lo = 80cm=0,8m A = 4 mm2 = 4x10-6m2 F = 3,2 N L = 0,04cm = 4.10-4m Ditanyakan : E Jawab : E = = = 1,6.109Nm-2 Elastisitas Pada Pegas Berdasarkan konsep Hukum Hooke , jika pada pegas digantungkan beban, pegas menga dakan gaya yang besarnya sama dengan gaya berat benda, tetapi arahnya berlawanan W = -F. Besarnya gaya F sebanding dengan pertambahan panjang pegas x. Pada daerah elastisitas benda, gaya yang bekerja (F) pada benda sebanding dengan pertambahan panjang benda (x). Sehingga secara matematis, dituliskan : Energi Potensial Pegas Sebuah pegas yang ditarik dengan gaya F,menyebabkan pegas meregang(bertambah pan jang). Besarnya energi yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas sama dengan energ i yang tersimpan pada pegas, yaitu Energi Potensial Pegas. Hubungan antar pertambahan panjang pegas (x) terhadap besarnya gaya (F) dilukisk an dalam grafik:

Besar Energi Potensial Pegas (Ep ) sama dengan Luasan segitiga yang diarsir. Contoh Konsep Energi Potensial Pegas: Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 200Nm-1. Pegas diregangkan sehingga bertam bah panjang 10 cm. Tentukanlah energi potensial elastis pegas. Pembahasan : Diketahui : k = 200Nm-1 x = 10cm=0,1m Ditanyakan : Ep ? Jawab : Ep = kx2 = 200. (0,1)2 = 1 Joule Susunan Pegas Beberapa buah pegas dapat disusun secara susunan pegas seri dan susunan pegas pe ralel. a. Susunan Pegas Seri Dua pegas atau lebih dirangkai seri: Besar Konstanta pegas pengganti, pada rangkaian seri : Contoh penerapan konsep susunan seri pegas. Dua buah pegas disusun seri seperti pada gambar, jika masing-masing pegas mempun yai konstanta sebesar 400Nm-1, dan massa beban 5kg. Tentukan besar pertambahan p anjangnya. Pembahasan : Diketahui : k1 = k2 = 400Nm-1 W = m.g = 5kg.10ms-2 = 50N Ditanyakan : x Jawab : = + ks = 200 Nm-1 = k. x x = = = 0,25m b. Susunan Pegas Paralel Dua pegas atau lebih disusun paralel : Besar Konstanta pegas pengganti, pada rangkaian paralel : kp = k1 + k2 + .... k = konstanta pegas pengganti dalam N/m k1= konstanta pegas 1 dalam N/m k2= konstanta pegas 2 dalam N/m Contoh penerapan konsep susunan seri pegas. Dua buah pegas disusun paralel seperti pada gambar, jika masing-masing pegas mem punyai konstanta sebesar 100Nm-1dan 200 Nm-1, digantungkan beban sehingga bertam bah panjang 5cm. Tentukan gaya beban tersebut. Pembahasan : Diketahui : k1 = 100Nm-1 k2 = 200Nm-1 x = 5.10-2m

Ditanyakan : m Jawab : kp = k1 + k2 = 100Nm-1 + 200Nm-1 = 300Nm-1 F = k.x = 300Nm-1.5.10-2m F = 15N