GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Elastisitas Bahan? Apa sih itu Elastisitas Bahan? Lalu bagaimana menjawab soal-soal seputar Elastisitas Bahan? Untuk menjawabnya, yuk simak penjelasan berikut!
Pernahkah kamu bermain dengan karet gelang dan mengubahnya menjadi berbagai macam bentuk? Bagaimana panjang karet gelang ketika ditarik lalu dilepaskan? Tentunya karet gelang akan kembali ke bentuk semula. Keadaan ini disebabkan oleh karet yang memiliki sifat elastis.
Sifat elastis atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan. Benda-benda yang memiliki bersifat elastis contohnya seperti karet gelang, pegas, pelat logam dll.
Pernahkah kamu bermain dengan lilin mainan (plastisin) dan mengubahnya menjadi berbagai macam bentuk? Apakah bentuk plastisin tersebut kembali kebentuk semula ketika setelah dibentuk? Tentunya tidak, karena plastisin merupakan benda yang tak elastis atau benda yang disebut plastis, yaitu semua benda padat agak elastis, namun tampaknya tidak elastis. Contoh benda plastis adalah tanah liat, adonan tepung, plastisin (lilin mainan) dll.
Ketika benda diberi gaya akan mengalami deformasi, yaitu perubahan ukuran atau bentuk. Karena mendapat gaya, molekul-molekul benda akan bereaksi dan memberikan gaya untuk menghambat deformasi. Gaya yang diberikan kepada benda dinamakan gaya luar, sedangkan gaya reaksi oleh molekul-molekul dinamakan gaya dalam. Ketika gaya luar dihilangkan, gaya dalam cenderung untuk mengembalikan bentuk dan ukuran benda ke keadaan semula.
Jika benda tegar diubah bentuknya melampaui batas elastisnya, benda tidak akan kembali ke bentuk awalnya ketika gaya ditiadakan, melainkan akan berubah bentuk secara permanen. Bahkan, jika perubahan bentuknya jauh melebihi batas elastisnya maka benda akan patah.
Adapun besaran-besaran yang berkaitan dengan elastitas zat padat yaitu tegangan (stress), regangan (strain), dan modulus elastisitas.
A. Tegangan
Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress) σ didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya F yang bekerja pada benda dengan luas penampang A benda.
Perhatikan gambar berikut! Setiap ujung batang tersebut mengalami gaya tarik sebesar F yang sama besar dan berlawanan arah. Batang itu dikatakan mengalami tegangan. Apabila ditinjau sebuah irisan tegak lurus pada panjang batang (garis putus-putus pada Gambar a), tarikan oleh gaya F akan tersebar rata pada luas penampang A, seperti ditunjukkan oleh pada Gambar b.
Secara matematis rumus tegangan dapat dituliskan:
σ = Tegangan/stress (N/m2 atau pascal)
F = Gaya tekan/tarik (N)
A = Luas penampang (m2)
B. Regangan
Regangan ialah perubahan relatif ukuran atau bentuk benda yang mengalami tegangan. Gambar berikut memperlihatkan sebuah batang yang mengalami regangan akibat gaya tarik F. Panjang batang mula-mula adalah lo. Setelah mendapat gaya tarik sebesar F, batang tersebut berubah panjangnya menjadi l. Dengan demikian, batang tersebut mendapatkan pertambahan panjang sebesar Δl, dengan Δl=l-lo . Oleh karena itu, regangan didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang benda dan panjang benda mula-mula.
Secara matematis dirumuskan:
e = regangan (tidak bersatuan)
Δl = pertambahan panjang (m)
lo= panjang mula-mula (m)
C. Modulus Elastisitas
Menurut Hooke, perbandingan antara tegangan dan regangan suatu benda disebut modulus Young atau modulus elastisitas benda. Secara matematis, modulus elastisitas E dirumuskan sebagai berikut:
dengan satuan E dalam N/m2.
Modulus elastisitas hanya bergantung pada jenis zat dan bukan pada ukuran atau bentuknya. Perhatikan tabel berikut:
Contoh Soal
Contoh Soal 1
Seutas tali nilon berdiameter 2 mm ditarik dengan gaya 100 N. Tentukanlah tegangan tali nilon tersebut!
Pembahasan
Diketahui :
d = 2 mm = 0,002 m, maka r = 0,001 m
F = 100 N
= . . . ?
Rumus:
Tentukan A terlebih dahulu. Dalam kasus ini luas permukaan tali berbentuk lingkaran, maka:
Tegangan tali:
Contoh Soal 2
Seutas kawat mempunyai panjang 200 cm dan ditarik dengan gaya 100 N. Kawat tersebut bertambah panjang sebanyak 10 cm. Tentukan regangan kawat tersebut!
Pembahasan
Diketahui :
lo= 200 cm
F = 100 N
Δl = 10 cm
Ditanyakan :
e = . . . ?
Rumus :
Contoh Soal 3
Sebuah tali mempunyai tegangan 250 N/m2 dan regangan 500, hitunglah modulus young tali tersebut . . . N/m2
Pembahasan
Diketahui :
σ = 250 N/m2
e = 500
Ditanyakan :
E = . . . ?
Rumus :
Demikianlah pembahasan kita tentang Elastisitas Bahan. Terima kasih, semoga bermanfaat.
Baca juga :
10 Contoh Soal Elastisitas : Tegangan, Regangan, dan Modulus Young
Untuk memahami Fisika lebih dalam, yuk baca berbagai materi Fisika SMA pada halaman website ini dengan mengklik: Materi Fisika SMA
