ELASTISITAS

Benda padat yang berubah bentuk atau ukuran karena pengaruh suatu gaya, kemudian bentuk atau ukuran itu kembali ke keadaan semula setelah pengaruh gaya dihilangkan maka dikatakan benda tersebut bersifat elastis. Misalnya, pegas dan karet. Elastisitas adalah kemampuan benda untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula.

Elastisitas sebuah benda juga ada batasannya. Batas ini biasa disebut batas elastisitas. Bila sebuah benda/pegas diberi gaya yang melampaui batas elastisitasnya, maka setelah pengaruh gaya dihilangkan, bentuk atau ukuran benda tidak akan sama seperti semula.

Hubungan antara Gaya dan Perubahan Panjang pada Benda/Pegas

Untuk mengetahui bagaimana gaya bisa mempengaruhi perubahan panjang pada suatu benda/pegas, click link berikut:

Hubungan antara gaya dan perubahan panjang benda/pegas

Tegangan dan Renggangan

Peristiwa menegang dan merenggang pegas ketika ditarik, sebenarnya dapat pula dialami oleh benda lain, seperti kawat, besi dan benda lain.

Gambar diatas memperlihatkan sebuah benda elastis dengan panjang l dan luas penampang A, ditarik dengan gaya F sehingga batang bertambah panjang ∆l. Dalam keadaan ditarik dengan gaya tersebut, batang mengalami tegang. Seperti halnya senar pada gitar.

Tegang didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dan luas penampang benda. Secara matematis dirumuskan:

Tegangan=F/A

Perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula batang disebut renggangan atau strain. Secara matematis ditulis:

Renggangan= ∆l/l

Hubungan antara tegangan dan renggangan adalah modulus elastisitansnya/ modulus young. Modulus young (E) setiap benda elastis, selalu berbeda-beda dan tergantung jenis bendanya.  

Modulus young merupakan perbandingan antara tengangan dan renggangan suatu benda bila diberi gaya F.

E=tegangan:renggangan

Bila kedua persamaan tegangan dan renggangan dimasukkan ke persamaan modulus young maka persamaannya menjadi:

E=Fl/A∆l

Dimana:

E= modulus young (N/m²)

Tabel berikut merupakan modulus young dari 5 bahan yang berbeda:

No.	Bahan	Modulus Elastisitas (N/m2)
1	Besi	100 × 109
2	Baja	200 × 109
3	Kuningan	125 × 109
4	Aluminium	69 × 109
5	Beton	30 × 109

 

Biasanya didalam soal latihan/ulangan sudah diketahui modulus elastisitasnya, jadi jangan terlalu dihafalkan :)

Hukum Hooke

F=∆x.k

k=F/∆x

Konstanta perbadingan gaya dengan perubahan panjang pegas tersebut selanjunya disebut konstanta gaya pegas. Untuk masing-masing pegas memiliki nilai konstanta yang berbeda, tergantung jenis bahannya.

Pada persamaan F=∆x.k, besar pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda itu. Asalkan gaya masih bekerja pada daerah elastisitasnya/ tidak melampaui batas elastisitasnya.

Perhatikan gambar diatas!. Sebuah pegas digantungkan pada langit-langit, dan diberi gaya F yang arahnya ke bawah. Tepat pada saat ditarik kebawah, maka sesuai dengan hukum III newton, pegas memberikan gaya berlawanan dengan arah gaya tarik yang arahnya kebawah. Gaya yang diberikan pegas adalah gaya pemulih (F_p) yang besarnya sama dengan F, tetapi arahnya berlawanan dengan arah gaya F.

F_p=-F

F_p=-k∆x

Dimana :

F_p= gaya pegas/gaya pemulih (Newton)

SUSUNAN PEGAS:

1. Susunan Seri

Misalkan, tiga buah pegas masing-masing dengan konstanta gaya k₁, k₂, k₃ disusun seri. Maka k_total bisa dirumuskan:

1/k_total= 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃

2. Susunan Pararel

Misalkan, tiga buah pegas masing-masing dengan konstanta gaya k₁, k₂, k₃ disusun seri. Maka k_total bisa dirumuskan:

k_total= k₁ + k₂ + k₃

 

ENERGI POTENSIAL PEGAS:

Energi potensial pegas biasanya dirumuskan:
Epegas = 1/2kΔx²

Biasanya rumus diatas digunakan jika terdapat soal yang penyelesaiannya menggunakan hokum kekekalam energi

Read more »