Elastisitas
ELASTISITAS
ELASTISITAS. Elastisitas adalah : Kecenderungan pada suatu benda untuk berubah dalam bentuk baik panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan atau menariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk kembali seperti semula.
Tegangan (Stress) Stress didefinisikan sebagai : Gaya F persatuan luas (A).
Stress =
A F
Jika suatu benda homogen yang mendapat tarikan atau gaya desak dilakukan pemotongan secara tegak
Stress =
A F
Karena tiap bagian saling tarik menarik atau desak mendesak maka tegangan yang dihasilkan disebut tegangan tarik atau tegangan desak. Yang dimaksud tegangan disini adalah mengenai perubahan relatif deri ukuran-ukuran atau bentuk suatu benda yang mengalami tegangan.
Regangan (Strain)
Regangan karena tarikan di dalam batang didefinisikan sebagai perbandingan dari tambahan panjang terhadap panjang asli.
Regangan Jenis Tarik =
∆
L L
0 Regangan karena gaya geser didefinisikan sebagai tangensial sudut karena kecil sekali, maka :
Regangan Jenis Geser = tg ≈ (Radian)
Modulus Kelentingan. Perbandingan antara suatu tegangan (stress) terhadap regangannya (strain) disebut : “MODULUS KELENTINGAN”. Modulus kelentingan linier atau disebut juga modulus young.
Modulus Young (Y) =
tegangan t arik/desak regangan t arik/desak Y =
F n
/A ΔL/
L 0
My Personal Web : http://fisikavisiku.wordpress.com (Catatan Fisika Achmad Solechan)
G
Elastisitas
Diagram tegangan-regangan jenis logam yang tertarik.
A
B C
A : Batas kelentingan B : Titik kritis C : Titik patah
Energi Potensial Pegas. Jika sebuah pegas kita gantungkan, mempunyai konstanta pegas k. Yaitu : Besar gaya tiap pertambahan panjang sebesar satu satuan panjang.
Dengan demikian jika pegas kita tarik dengan gaya F
tangan
maka pada pegas bekerja gaya pegas F
pegas
yamh arahnya berlawanan dengan F
tangan
. Jadi F
pegas
= - gaya oleh tangan pada pegas.
F
pegas
= - k x
(Tanda (-) hanya menunjukkan arah).
Jika digambarkan dalam grafik hubungan antara F dan x sebagai pertambahan panjang, berupa GARIS LURUS.
Energi potensial pegas didefinisikan sebagai :
Ep =
1
k x
2
2 Dapat dicari dari Luas grafik F terhadap x. Usaha yang diperlukan untuk regangan x
1
W =
2
My Personal Web : http://fisikavisiku.wordpress.com (Catatan Fisika Achmad Solechan)
– x
2
dapat dituliskan sebagai :
1
k (x
2
2
– x
1
2
)
Susunan Pegas. Jika dua buah pegas dengan konstanta pegas k
1
k
p
dan k
2 disusun paralel maka diperoleh konstanta pegas gabungan (k
P
)
= k
1
+ k
2
Jika dua buah pegas dengan konstanta pegas k
1
k
dan k
2 disusun seri maka diperoleh konstanta pegas gabungan (K
S
)
1
1
1
S
1
2
Dengan demikian berlaku untuk beberapa buah pegas.
Disusun Paralel : k
P
=
k
+
k
= k
1
+ k
2
+ k
3
+ k
4
……..
Disusun Seri :
1 k
S
1
1
1
2
1
3
1
4 ……..
=
k
+
k
+
k
+
k
I
I
II
I
Elastisitas
LATIHAN SOAL :
1. Sepotong baja yang panjangnya 4 m dan diameternya 9 cm dipakai untuk mengangkat beban yang massanya 80.000 kg. Modulus Young = 1,9 x 1011 N/m2. Berapakah pertambahan panjang baja itu ?
2. Modulus Young suatu kawat adalah 6,0 x 10
10
Pa. Untuk memperoleh pertambahan panjang sebesar 2 % berapakah tegangan yang diperlukan (stress) ?
3. Suatu pegas digantungkan pada lift. Jika lift berhenti beban 5 kg digantungkan pada pegas ternyata bertambah panjang 2,5 cm. Hitunglah pertambahan panjang pegas jika lift bergerak keatas dengan percepatan 2 m/s2. (g = 10 m/s2).
4. Sebuah pegas panjangnya 10 cm, kemudian ditarik dengan gaya 100 N. Panjangnya
menjadi 12 cm. Hitunglah :
a. Gaya yang diperlukan agar panjangnya 15 cm. b. Hitung energi potensial pegas saat panjangnya 15 cm.
5. Sebuah pegas bertambah panjang 1 cm jika diberi beban 10 N. Hitunglah : ..
a. Energi potensial pegas pada saat pertambahan panjangnya 3 cm. b. Berapa usaha untuk meregangkan pegas dari 2 cm menjadi 4 cm.
6. Suatu pegas digantungkan di atap sebuah lift. Jika saat lift diam gaya 10 N menyebabkan
pegas bertambah panjang 1 cm. Hitunglah pertambahan panjang pegas, jika :
a. lift ke atas dengan percepatan 2 m/s
2 b. lift ke bawah dengan percepatan 2 m/s2
7. Sebuah specimen baja berukuran 10 cm x 2 cm x 2 cm ditarik dengan gaya 5.000 N
beertambah panjang 5 mm. Hitunglah modulus Young bahan.
My Personal Web : http://fisikavisiku.wordpress.com (Catatan Fisika Achmad Solechan)