Dokumen tersebut membahas tentang sifat elastisitas bahan, termasuk definisi elastisitas dan plastisitas, jenis-jenis perubahan bentuk benda akibat gaya luar, tegangan, regangan, modulus Young, hukum Hooke, susunan pegas seri, paralel dan campuran, serta beberapa contoh penerapan sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari. Dokumen tersebut juga berisi soal latihan untuk memperkuat pem
2. Benda Elastis dan Plastis
Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk
kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar
yang diberikan kepada benda itu dihilangkan
(dilepaskan)
Contoh benda elastis: karet, pegas dan panah
Contoh benda plastis: tanah liat, adonan kue dan
plastisin (lilin mainan). Benda-benda tersebut tidak
segera kembali ke bentuk semula setelah gaya luar
dihilangkan (dilepaskan)
Benda plastis hanya akan kembali ke bentuk semula jika
gaya yang diberikan kecil
3. Perubahan Bentuk Benda Jika
Diberikan Gaya
Regangan
Mampatan
Geseran
∆𝑳∆𝑳
𝑭𝑭
∆𝑳∆𝑳
𝑭𝑭
𝑭
𝑭
4. Tegangan (Stress)
Seutas kawat dengan luas penampang mengalami
suatu gaya tarik pada ujung-ujungnya. Akibat gaya tarik
tersebut, kawat mengalami tegangan tarik (𝝈)
𝑻𝒆𝒈𝒂𝒏𝒈𝒂𝒏 (𝝈) =
𝑮𝒂𝒚𝒂
𝑳𝒖𝒂𝒔 𝑷𝒆𝒏𝒂𝒎𝒑𝒂𝒏𝒈
=
𝑭
𝑨
Tegangan adalah perbandingan antara gaya (F) dengan
luas penampang (A)
Satuan tegangan = 𝑵 𝒎 𝟐
5. Regangan (Strain)
Regangan adalah perbandingan antara pertambahan
panjang (∆𝑳) dengan panjang mula-mula (𝑳 𝟎)
Modulus elastisitas disebut juga dengan modulus
Young
𝑹𝒆𝒈𝒂𝒏𝒈𝒂𝒏 (𝜺) =
𝑷𝒆𝒓𝒕𝒂𝒎𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏 𝑷𝒂𝒏𝒋𝒂𝒏𝒈
𝑷𝒂𝒏𝒋𝒂𝒏𝒈 𝑴𝒖𝒍𝒂−𝒎𝒖𝒍𝒂
=
∆𝑳
𝑳 𝟎
Regangan tidak mempunyai satuan.
6. Modulus Young
Modulus elastisitas hanya bergantung pada jenis zat
dan tidak pada ukuran dan bentuk benda
Modulus elastisitas disebut juga dengan modulus
Young
𝑴𝒐𝒅𝒖𝒍𝒖𝒔 𝒀𝒐𝒖𝒏𝒈 (𝒀) =
𝑻𝒆𝒈𝒂𝒏𝒈𝒂𝒏
𝑹𝒆𝒈𝒂𝒏𝒈𝒂𝒏
=
𝝈
𝜺
=
𝑭
𝑨
∆𝑳
𝑳 𝟎
=
𝑭 . 𝑳 𝟎
𝑨 . ∆𝑳
Satuan modulus Young = 𝑵 𝒎 𝟐
8. Hukum Hooke
Hukum Hooke menyatakan bahwa jika
pada sebuah pegas bekerja sebuah gaya
𝑭 maka pegas tersebut akan mengalami
pertambahan panjang ∆𝒙 yang
sebanding dengan besar gaya yang
bekerja padanya
Secara matematis hubungan antara besar gaya yang
bekerja dengan pertambahan panjang pegas dapat
dituliskan dengan: 𝑭 = −𝒌 ∆𝒙
k adalah konstanta pegas (N/m)
Tanda negatif (-) menyatakan bahwa arah gaya pegas
berlawanan dengan arah gaya tarik
10. Susunan Pegas (Seri)
Gaya pengganti (𝑭 = 𝑭 𝟏 = 𝑭 𝟐)
Pertambahan panjang pegas sama
dengan jumlah pertambahan panjang
masing-masing pegas
(𝒙 = 𝒙 𝟏 + 𝒙 𝟐)
Tetapan pegas
𝟏
𝒌 𝒔
=
𝟏
𝒌 𝟏
+
𝟏
𝒌 𝟐
𝒌 𝒔 adalah konstanta pegas
pengganti susunan seri
11. Susunan Pegas (Paralel)
Gaya pengganti sama dengan jumlah
gaya yang menarik masing-masing
pegas (𝑭 = 𝑭 𝟏 + 𝑭 𝟐)
Pertambahan panjang pegas
(𝒙 = 𝒙 𝟏 = 𝒙 𝟐)
Tetapan pegas
𝒌 𝒑 =𝒌 𝟏 + 𝒌 𝟐
𝒌 𝒑 adalah konstanta pegas
pengganti susunan paralel
12. Susunan Pegas (Campuran)
Gaya pengganti (𝑭 𝟑 = 𝑭 𝟏 + 𝑭 𝟐)
Pertambahan panjang pegas
(𝒙 = 𝒙 𝟏 𝒂𝒕𝒂𝒖 𝒙 = 𝒙 𝟏 + 𝒙 𝟐
𝒂𝒕𝒂𝒖 𝒙 = 𝒙 𝟐 + 𝒙 𝟑)
Tetapan pegas
𝟏
𝒌 𝒕𝒐𝒕
=
𝟏
𝒌 𝟏+𝒌 𝟐
+
𝟏
𝒌 𝟑
𝒌 𝒕𝒐𝒕 adalah konstanta pegas
pengganti susunan seri paralel
13. Penerapan Sifat Elastisitas Bahan
Alat ukur gaya tarik kereta api
Peredam getaran atau goncangan pada mobil
Penentuan jenis logam yang digunakan dalam
pembangunan jembatan
Papan loncatan pada olahraga loncat indah dan tali
busur pada olahraga panahan
14. Latihan Soal
1. Seutas kawat dengan diameter 2.8 mm dan panjang 3 m
digantung secara vertikal dan diberi beban seberat 10 kg.
Jika kawat tersebut tertarik sejauh 6 mm. Tentukan:
a. Tegangan kawat
b. Regangan kawat
c. Modulus Young
2. Sebuah benda bermassa 40 kg digantungkan pada
sebuah kawat baja yang panjangnya 5 m dan luas
penampangnya 0.8 cm2. Jika diketahui modulus Young
baja 2.0 x 1011 N/ m2 .Tentukan pertambahan panjang
kawat.
3. Sebuah kabel baja lift yang memiliki diameter 2 cm
mengangkat beban 314 kg. Tentuka tegangan kabel baja
tersebut.
-Selamat Bekerja-