Kelompok 2 a sifat mekanik zat

1. OLEH KELOMPOK 2A
1. Riko Saputra
2. Nuzar Hidayat
3. Wawan Purwanto
4. M.Rio Wahyudi

2. SIFAT MEKANIK
Sifat yang menyatakan kemampuan suatu bahan/komponen
untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan
kerusakan pada bahan /komponen tersebut.

3. MATERI
Berat Jenis
dan
Massa Jenis
Kekuatan
(Strength) Elastisitas
Tegangan
(Stress)
Regangan
(Strain)
Modulus
Elastisitas
Definisi
Hukum
Hooke
Energi
Potensial
Pegas

4. BERAT JENIS
Perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat
dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa
jenis 1 g/cm3 atau 1000 kg/m3. Berat jenis tidak
mempunyai satuan atau dimensi.

5. RUMUS

6. MASSA JENIS
A. Massa Jenis adalah pengukuran massa
setiap satuan volume benda. Satuan massa
jenis dalam SI adalah kg/m3. Perbandingan
dalam massa jenis. Massa jenis berfungsi
untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki
massa jenis yang berbeda.

7. RUMUS

8. KEKUATAN (STRENGTH)
Kemampuan bahan untuk menerima tegangan
tanpa menyebabkan material menjadi patah;

9. TEGANGAN (STRESS)
Jika seutas kawat yang mempunyai luas
penampang A mengalami gaya tarik (F) pada
kedua ujungnya, maka kawat tersebut akan
mengalami tegangan.
Dalam hal ini, tegangan didefinisikan sebagai
hasil bagi antara gaya yang bekerja pada suatu
benda dengan luas penampangnya.

10. TEGANGAN (STRESS)
Secara matematis, tegangan dapat ditentukan
sebagai berikut:
Dengan:
F = Gaya luar (N)
A = Luas permukaan (m2)
 = tegangan (N/m2)

11. CONTOH SOAL
Dalam suatu pengujian terhadap baja,
diperoleh data bahwa ketika baja tersebut
ditarik dengan gaya 4x104 N, mengalami
pertambahan panjang 1,25 cm. Jika panjang
awal baja 50 m dan luas penampangnya 8 cm2,
tentukan tegangannya!

12. JAWABAN
Penyelesaian:
Dik :
Dit : t…?
Jwb :

13. REGANGAN (STRAIN)
Jika benda diberi gaya, akan mengalami
perubaha panjang. Perbandingan perubahan
panjang mula-mula dengan panjang benda
disebut regangan.
Jadi rengangan adalah perubahan relatif
ukuran benda yang mengalami tegangan dari
keadaan semula.

14. REGANGAN (STRAIN)
Secara matematis, regangan dapat dirumuskan
sebagai berikut:
dengan:
l = perubahan panjang (m2)
L0 = panjang awal (m2)
e = regangan

15. CONTOH SOAL
Dalam suatu pengujian terhadap baja,
diperoleh data bahwa ketika baja tersebut
ditarik dengan gaya 4x104 N, mengalami
pertambahan panjang 1,25 cm. Jika panjang
awal baja 50 m dan luas penampangnya 8 cm2,
tentukan regangannya!

16. JAWABAN
Penyelesaian:
Dik :
Dit :
Jwb :

17. Aplikasi
• Contoh aplikasi tegangan dan regangan dalam
Pembangunan Tembok.
• Tali, rantai, atau kawat dapat dimanfaatkan
jika dalam keadaan tegang. Sementara itu, batu
bata dapat di manfaatkan jika dalam keadaan
regang. Jika batu bata diregangkan, la akan
memberikan gaya balik yang setara. Itulah dasar
pembangunan tembok. Bobot batu
bata,ditambah muatan seperti lantai dan atap,
menekan bata bersamaan dan membentuk
struktur kuat. Semen yang diselipkan di antara
bata hanya untuk menyebarkan beban agar
merata di selun.jh permukaannya.

18. MODULUS ELASTISITAS
• Modulus elastis disebut juga dengan modulus
Young.
• Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding
lurus dengan regangan. Perbandingan antara
tegangan dan regangan benda tersebut disebut
modulus elastisitas atau Modulus Young.
Pengukuran modulus Young dapat dilakukan
dengan menggunakan gelombang akustik, karena
kecepatan jalannya bergantung pada modulus
Young.

19. Modulus Elastisitas (Young)
Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis
benda (komposisi benda), tidak bergantung pada
ukuran atau bentuk benda. Nilai modulus Young
beberapa jenis bahan dapat kalian lihat pada Tabel
dibawah ini. Satuan SI untuk E adalah pascal (Pa) atau
N/m2.

20. MODULUS ELASTISITAS
• Secara matematis, modulus elastis dapat
dirumuskan sebagai berikut:
dengan :
E = modulus elastisitas (N/m2 = Pa)

21. CONTOH SOAL
Dalam suatu pengujian terhadap baja,
diperoleh data bahwa ketika baja tersebut
ditarik dengan gaya 4x104 N, mengalami
pertambahan panjang 1,25 cm. Jika panjang
awal baja 50 m dan luas penampangnya 8 cm2,
tentukan modulus elastisnya!

22. JAWABAN
Penyelesaian:
Dik :
Dit :
Jwb:

23. Pengertian Elastisitas
Elastisitas adalah Kemampuan sebuah benda untuk kembali
ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda
tersebut dihilangkan. . Adapun benda-benda yang tidak
memiliki elastisitas (tidak kembali ke bentuk awalnya) disebut
benda plastis. Contoh benda plastis adalah tanah liat dan
plastisin (lilin mainan).

24. Elastisitas
Ketika diberi gaya, suatu benda
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.
Gambar sifat
elestis pada
pegas

25. HUKUM HOOKE
Hukum Hooke adalah
hubungan antara gaya yang bekerja
pada massa dan posisinya.
Mempertimbangkan sebuah benda
dengan massa yang ada di
permukaan gesekan dan
digantungkan pada sebuah pegas
dengan konstanta pegas. Gaya yang
diberikannya pegas pada massa
tergantung pada seberapa banyak
pegas diregangkan atau dikompresi,
sehingga gaya ini adalah fungsi dari
posisi massa.

26. Rumus Hukum Hooke
F= -kx
Dimana:
F= gaya [N (Newton)]
K= konstanta pegas [N/m (Newton per meter)]
x= jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya [m (meter)]
Dan Potensial Energi dari pegas adalah:
Ep = ½ kx2

27. Rumus Hukum Hooke
Berdasarkan Hukum III Newton (aksi-reaksi),
pegas akan mengadakan gaya yang
besarnya sama tetapi arah berlawanan
F F
p
 
F k x
p
 
Fp = gaya pegas

28. Perbandingan antara gaya (F) dengan
pertambahan panjang pegas (x) merupakan garis
lurus (k), seperti pada grafik
F
x
k

29. Contoh soal
1. Sebuah pegas yang panjangnya 25 cm
tergantung bebas. Ketika pegas tersebut diberi beban 30 N, ternyata
panjangnya
menjadi 26,5 cm. Tentukan tetapan pegas tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui : x0 = 25 cm = 0,25 m
x = 26,5 cm = 0,265 m
F = 30 N
Ditanya : besarnya k (konstanta)?
jawab :
F =k.x
30 =k.(0,265 - 0,25)
30 =k.0,015
k.0,015 = 30
k = 30 / 0,015
k = 2000 N/m

30. Energi Potensial Pegas
• Kemampuan pegas untuk kembali ke bentuk semula disebut
energi potensial pegas.
• Secara umum, energi potensial pegas dapat dirumuskan:
Ep : ½ .k.x2
• Keterangan:
• Ep : energi potensial pegas (joule)
• k : konstanta pegas (N/m)
• x : pertambahan panjang (m)
• F : gaya pegas (N)
• Contoh penerapan energi potensial pegas yaitu pada anak
panah yang dilepaskan. Contoh lainnya adalah pada mobil
mainan yang akan bergerak maju setelah kita beri gaya dorong
ke belakang.

31. Contoh soal
Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 200Nm-1.
Pegas diregangkan sehingga bertambah panjang 10
cm. Tentukanlah energi potensial elastis pegas.
Pembahasan :
Diketahui :
k = 200Nm-1
x = 10cm=0,1m
Ditanyakan : Ep
Jawab :
Ep = 1/2 .k .x2
= ½ . 200. (0,1)2
= 1 Joule

32. Rangkaian Paralel
Jika dua pegas spiral atau lebih yang disusun secara paralel
sesuai dengan prinsip-prinsip berikut :
 Gaya tarikan pada rangkaian paralel pegas adalah sama dengan
total gaya tarikan pada setiap pegas.
Jika F adalah Gaya tarikan pada rangkaian paralel pegas dan
F1 dan F2 adalah gaya tarikan pada setiap pegas, Maka :
F = F1 + F2
 Pertambahan panjang pegas dari rangkaian pegas paralel
adalah sama dengan pertambahan panjang dari setiap pegas.
Jika ΔX1 dan ΔX2 adalah pertambahan panjang dari setiap
pegas dan ΔX adalah pertambahan panjang dari rangkaian paralel
pegas, Sehingga :
ΔX = ΔX1 = ΔX2

33. Rangkaian Paralel
Pertambahan panjang pegas dari
rangkaian pegas paralel adalah sama
dengan pertambahan panjang dari
setiap pegas.
Jika ΔX1 dan ΔX2 adalah
pertambahan panjang dari setiap
pegas dan ΔX adalah pertambahan
panjang dari rangkaian paralel pegas,
Sehingga :
ΔX = ΔX1 = ΔX2

34. Rangkaian paralel
Hubungan antara konstanta gaya pegas dari
pegas paralel dan konstanta gaya pegas dari
setiap pegas dapat di tuliskan sebagai
berikut:
F = Kp ΔX
F1 = K1 ΔX1 → F1 = K1 ΔX
F2 = K2 ΔX2 → F2 = K2 ΔX
Karena F = F1 + F2, maka Kp = K1 + K2
Persamaan diatas menunjukkan bahwa
konstanta rangkaian paralel pegas adalah
sama dengan total konstanta gaya pegas dari
pegas yang disusun secara paralel, yang
menunjukkan persamaan :
Kp = K1 + K2 + K3 + … + Kn

35. Rangkaian seri
Jika dua atau lebih pegas yang disusun secara seri
sesuai dengan prinsip prinsip berikut :
 Gaya tarikan pada rangkaian seri pegas adalah
sama dengan yang dikeluarkan oleh setiap pegas
Jika F1 dan F2 adalah gaya tarikan yang
dikeluarkan oleh setiap pegas dan F adalah gaya
tarikan pada rangkaian seri pegas, Maka :
F1 = F2 = F
 Pertambahan panjang dari rangkaian seri pegas
adalah sama dengan beberapa pertambahan
panjang dari setiap pegas
Jika ΔX1 dan ΔX2 adalah pertambahan panjang
dari setiap pegas dan ΔX adalah pertambahan
panjang dari rangkaian seri pegas, Maka :
ΔX = ΔX1 = ΔX2

36. Rangkaian seri
Didasarkan dengan dua prinsip diatas dan Hukum Hooke,
Hubungan antara konstanta gaya pegas dari rangkaian seri
pegas and konstanta gaya pegas dari setiap pegas dapat
ditetapkan sebagai berikut :
F = Ks ΔX → ΔX = F/Ks
F = K1 ΔX → ΔX1 = F1/K1 = F/K1
F = K2 ΔX → ΔX2 = F2/K2 = F/K2
Karena ΔX = ΔX1 = ΔX2 , Maka :
1/Ks = 1/K1 =1/K2
Untuk susunan seri yang terdiri dari dua pegas atau lebih
daripada konstanta rangkaian seri pegas dapat ditetapkan
oleh persamaan berikut:
Untuk n pegas identik yang masing masing memiliki konstanta
k yang disusun secra seri berlaku persamaan sebagai berikut :
Ks = K/n

37. Daftar Pustaka
1. Sudirman. 2010. Fisika Kelompok Tekknologi dan Kesehatan 1 . Jakarta:
Erlangga
2. Sutejo. 2009. Fisika 1 Kelompok Teknologi, Kesehatan, dan Pertanian.
Jakarta: Yudhistira
3. BAB VI SIFAT MEKANIK ZAT oleh M. ASROFI SMART STUDY
WITH LESSON'S METODS: http://masrofi.blogspot.com/2012/03/bab-vi-sifat-
mekanik-zat.html
4. SIFAT ZAT MEKANIK oleh Roy Sari Milda's Site WHERE EVERY
STORY AND CREATIVITY SHARED:
HTTP://ROYSARIMILDA.WORDPRESS.COM/TAG/SIFAT-MEKANIK-
ZAT/
5. Sifat Zat Mekanik dan Fluida oleh Budiman Pram:
http://filebudimanpram.blogspot.com/2013/06/makalah-mekanika-zat-padat-
dan-fluida.html
6. Sifat – Sifat Mekanik Bahan oleh Blog-nya Beruang Madu:
http://mustazamaa.wordpress.com/2010/04/15/sifat-sifat-mekanik-bahan/
7. Menghadapi Ujian Nasional 2010 IPA Terpadu SMP/MTs:
http://books.google.co.id/books?id=bWt4HSpyuv8C&pg=RA6-
PA20&dq=sifat+mekanik+zat&hl=en&sa=X&ei=JQ3lUvGIOIbsrAeR9YAY&
redir_esc=y#v=onepage&q=sifat%20mekanik%20zat&f=false
8. Cepat Tuntas Kuasai Kimia:
http://books.google.co.id/books?id=Hh5L5HWrk80C&pg=PA27&dq=sifat+
mekanik+zat&hl=en&sa=X&ei=JQ3lUvGIOIbsrAeR9YAY&redir_esc=y#v=o
nepage&q=sifat%20mekanik%20zat&f=false