elastisitas

1. BAB 3 ELASTISITAS
Elastis atau elastsisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya
ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Jika sebuah gaya diberikan
pada sebuah benda yang elastis, maka bentuk benda tersebut berubah. Untuk pegas dan karet,
yang dimaksudkan dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang. Benda-benda
elastis juga memiliki batas elastisitas. Ada 2 macam benda yaitu: benda elastis dan benda
plastis (tak elastis).
1. HUKUM HOOKE
Pertambahan panjang yang timbul berbanding lurus dengan gaya tarik yang diberikan. Hal ini
pertama kali diselidiki pada abad 17 oleh seorang arsitek berkebangsaan Inggris yang
bernama Robert Hooke. Hooke menyelidiki hubungan antara gaya tarik yang diberikan pada
sebuah pegas dengan pertambahan panjang pegas tersebut.
Hooke menemukan bahwa pertambahan panjang pegas yang timbul berbanding lurus dengan
gaya yang diberikan.
F x
Lebih jauh lagi, Hooke juga menemukan bahwa pertambahan panjang pegas sangat
bergantung pada karakteristik dari pegas tersebut. Pegas yang mudah teregang seperti karet
gelang akan mengalami pertambahan panjang yang besar meskipun gaya yang diberikan
kecil. Sebaliknya pegas yang sangat sulit teregang seperti pegas baja akan mengalami
pertambahan panjang yang sedikit saja meskipun diberi gaya yang besar. Karakteristik yang
dimiliki masing-masing pegas ini dinyatakan sebagai tetapan gaya dari pegas tersebut. Pegas
yang mudah teregang seperti karet gelang memiliki tetapan gaya yang kecil. Sebaliknya
pegas yang sulit teregang seperti pegas baja memiliki tetapan gaya yang besar. Secara umum
apa yang ditemukan Hooke bisa dinyatakan sebagai berikut:
F = k. x
Keterangan:
F = gaya yang diberikan pada pegas (N)
k = tetapan gaya pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m)
2. ENERGI POTENSIAL PEGAS
Besar energi potensial sebuah pegas dapat dihitung dari grafik hubungan gaya yang bekerja
pada pegas dengan pertambahan panjang pegas tersebut.
Ep = ½ F . x
= ½ (k . x) . x
Keterangan:
Ep = energi potensial pegas (joule)
k = tetapan gaya pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m)
3. Modulus ElastisitasYang dimaksud dengan Mosdulus Elastisitas adalah perbandingan
antara tegangan dan regangan. Modulus ini dapat disebut dengan sebutan Modulus Young.
1. Tegangan (Stress)
Tegangan adalah gaya per satuan luas penampang. Satuan tegangan adalah N/m2
Secara matematis dapat dituliskan:

2. 2. Regangan (Strain)
Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang suatu batang terhadap
panjang awal mulanya bila batang itu diberi gaya. Secara matematis dapat dituliskan:
Dari kedua persamaan di atas dan pengertian modulus elastisitas, kita dapat mencari
persamaan untuk menghitung besarnya modulus elastisitas, yang tidak lain adalah:
Satuan untuk modulus elastisitas adalah N/m2
4. RANGKAIAN PEGAS
Suatu rangakaian pegas pada dasarnya tersusun dari susunan seri dan / atau susunan paralel.
1) Susunan Seri
Saat pegas dirangkai seri, gaya tarik yang dialami tiap pegas sama besarnya dan gaya tarik ini
= gaya tarik yang dialami pegas pengganti ( F1 = F2 = ....Fn). Pertambahan panjang pegas
pengganti seri = total pertambahan panjang tiap – tiap pegas ( = x1 + x2 + ..... xn) maka nilai
konstanta pengganti = total dari kebalikan tiap – tiap tetapan pegas ( 1/ks = 1/k1 + 1/k2 +
....1/kn ).
2) Susunan Paralel
Saat pegas dirangkai paralel, gaya tarik pada pegas pengganti F = total gaya tarik pada tiap
pegas ( F = F1 + F2 + ....F ). Pertambahan panjang tiap pegas sama besarnya ( xtotal = x1 +
x2 + ..... xn ) maka nilai konstanta pengganti = total dari tetapan tiap – tiap pegas (kp = k1 +
k2 + .... kn).
5. Gerak Benda di Bawah Pengaruh Gaya PegasBila suatu benda yang digantungkan pada
pegas ditarik sejauh x meter dan kemudian dilepas, maka benda akan bergetar. Percepatan
getarnya itu dapat dihitung dengan persamaan: Dari persamaan di atas, kita mengetahui
bahwa besarnya percepatan getar (a) sebanding dan berlawanan arah dengan simpangan (x)