Benda umumnya terbagai dalam 3 wujud yaitu padat, cair, dan gas.
Sebenarnya masih ada satu lagi wujud dari benda yaitu plasma.
Masing-masing wujud memiliki sifat dan keunikan masing-masing. Kali ini
kita akan belajar mengenai salah satu keunikan dari beberapa benda
berwujud padat, yaitu elastisitas.
Tegangan sama seperti tekanan, ia memiliki satuan Pascal (Pa) atau N/m2
Karena regangan adalah perbandingan dari dua besaran yang sejenis maka ia hanya seperti koefisien (tanpa punya satuan)
b. 1,3 x 106 N/m2
c. 1,65 x 107 N/m2
d. 1,62 x 107 N/m2
Jawab
Diketahui
A = 2 mm2 = 2.10-6 m
F = 5,4 N
Δl = 5 cm = 5.10-2 m
lo = 30 cm = 3.10-1 m
Modulus young = [5,4 x 3.10-1]/[2.10-6 x 5.10-2] = 1,62.107 N/m2 (jawaban d)
b. 0,1 mm
c. 0,01 mm
d. 0,001 mm
Pembahasan
Diketahui
lo = 2 m = 2.103 mm
A = 8 mm2
σ = 105 N/mm2
F = 40 N
dari rumus
maka
Δl = [F.lo]/[A.E] = [40.2.103]/[ 8.105] = 0,1 mm (jawaban b)
Perbandingan diameter A : B = 1:2 maka perbandingan luas penampang = 12 : 22 = 1:4
perbandingan Δl A dan B = 3:1
jika melihat rumus modulus young
EA/EB = 1/1 x 4/1 x 1/3 = 4/3
artikel ini disalin lengkap dari: http://rumushitung.com/2013/09/08/elastisitas-fisika-dan-contoh-soal/
halaman utama website: http://rumushitung.com/
jika mencari artikel yang lebih menarik lagi, kunjungi halaman utama website tersebut. Terimakasih!
Apa itu Elastisitas?
Elastisitas (elasticity) adalah kemampuan (ability)
dari benda padat untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya
luar yang bekerja padanya hilang/ dihilangkan. Deformasi (perubahan
bentuk) pada benda padat elastis mengikuti aturan yang dikemukakan
Robert Hooke yang kemudian dikenal dengan hukum Hooke. Ahli matematika
dan juga seorang filsuf asal Inggris ini mencetuskan hukum Hooke
(elastisitas) yang berbunyi
“Perubahan
bentuk benda elastis akan sebanding dengan gaya yang bekerja padanya
sampai batas tertentu (batas elastisitas). Jika gaya yang deberikan
ditambah hingga melebihi batas elastisitas benda maka benda akam
mengalami deformasi (perubahan bentuk ) permanen”
-Robert Hooke-
-Robert Hooke-
Sobat punya sebatang bambu apus kecil.
Saat sobat memberikan tenaga untuk membengkokkan bambu tersebut ia akan
melengkung (deformasi) yang bersifat sementara yang berarti bahwa bambu
bersifat elastis. Bambu akan kembali ke bentuk semula jika sobat
menghilangkan gaya yang bekerja padanya. Akan tetapi jika sobat
memberikan gaya dalam jumlah yang besar bambu tersebut bisa patah. Kapan
ia patah? Ketika gaya yang sobat berikan melebihi titik elastis dari
bambu.
Besaran-Besaran dalam Elastisitas
a. Tegangan (stress)
Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada permukaan benda persatuan luas. Tegangan dalam elastisitas dirumuskan:
Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada permukaan benda persatuan luas. Tegangan dalam elastisitas dirumuskan:
Tegangan sama seperti tekanan, ia memiliki satuan Pascal (Pa) atau N/m2
b. Regangan (strain)
Regangandalam elastisitas adalah pertambahan panjang yang terjadi pada suatu benda karena pengaruh gaya luar per panjang mula-mula benda tersebut sebelum gaya luar bekerja padanya. Regangan dirumuskan:
Regangandalam elastisitas adalah pertambahan panjang yang terjadi pada suatu benda karena pengaruh gaya luar per panjang mula-mula benda tersebut sebelum gaya luar bekerja padanya. Regangan dirumuskan:
Karena regangan adalah perbandingan dari dua besaran yang sejenis maka ia hanya seperti koefisien (tanpa punya satuan)
c. Mampatan
Mampatan hampir sama seperti regangan. Bedanya, regangan terjadi karena gaya tarik yang mendorong molekul benda terdorong keluar sedangkan mampatan karena gaya yang membuat molekul benda masuk ke dalam (memampat).
Mampatan hampir sama seperti regangan. Bedanya, regangan terjadi karena gaya tarik yang mendorong molekul benda terdorong keluar sedangkan mampatan karena gaya yang membuat molekul benda masuk ke dalam (memampat).
d. Modulus Elastis (Modulus Young)
Definisi dari modulus young adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan. Di rumuskan
Definisi dari modulus young adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan. Di rumuskan
jika kita menguraikan rumus tegangan dan regangan di dapat persamaan
Contoh Soal Elastisitas Fisika
1. Sobat punya sebuah kawat dengan luas penampang 2 mm2,
kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 5,4 N sehingga bertambah panjang
sebesar 5 cm. Bila panjang kawat mula-mula adalah 30 cm, berpakah
modulus elastisitas dari kawat tersebut?
a. 1,53 x 106 N/m2b. 1,3 x 106 N/m2
c. 1,65 x 107 N/m2
d. 1,62 x 107 N/m2
Jawab
Diketahui
A = 2 mm2 = 2.10-6 m
F = 5,4 N
Δl = 5 cm = 5.10-2 m
lo = 30 cm = 3.10-1 m
Modulus young = [5,4 x 3.10-1]/[2.10-6 x 5.10-2] = 1,62.107 N/m2 (jawaban d)
2. Sebuah batan besi yang panjangnya 2 m, penampangnya berukuran 4 mm x 2 mm. Modulus elastisitas besi tersebut adalah 105 N/mm2. Jika pada ujung batang ditarik dengan gaya 40 N. Berapa pertambahan panjang besi tersebut?
a. 1 mmb. 0,1 mm
c. 0,01 mm
d. 0,001 mm
Pembahasan
Diketahui
lo = 2 m = 2.103 mm
A = 8 mm2
σ = 105 N/mm2
F = 40 N
dari rumus
maka
Δl = [F.lo]/[A.E] = [40.2.103]/[ 8.105] = 0,1 mm (jawaban b)
3. Sebuah kawat luas penampangnya 4 mm2,
kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 8 N sehingga bertambah panjang
0,08 cm. Bila panjang kawat mula-mula adalah 60 cm, berapakahh tegangan
dan regangan kawat tersebut?
Jawab
A = 4 mm2 = 4.10-6 m2
F = 8 N
Δl = 0,08 cm
lo = 60 cm
Tegangan = F/A = 8/4.10-6 = 2.106 N/m2
Regangan = 0,08/60 = 1,333 … x 10-3
Jawab
A = 4 mm2 = 4.10-6 m2
F = 8 N
Δl = 0,08 cm
lo = 60 cm
Tegangan = F/A = 8/4.10-6 = 2.106 N/m2
Regangan = 0,08/60 = 1,333 … x 10-3
4. Soal Elastisitas berikutnya adalah,
jika sobat punya kawat A dan kawat B sama panjang dengan perbandingan
diameter 1:2, masing-masing ditarik oleh gaya sebesar F, sehingga
mengalami pertambahan panjang dengan perbandingn 3:1. Pertanyaannya
berapa nilai perbandingan dari modulus young kawat A dan kawat B?
jawabPerbandingan diameter A : B = 1:2 maka perbandingan luas penampang = 12 : 22 = 1:4
perbandingan Δl A dan B = 3:1
jika melihat rumus modulus young
didapat kesimpulan “modulus
young sebanding dengan gaya (F) serta panjang awal (lo) dan berbanding
terbalik dengan luas alas (A) dan pertambahan panjang ( Δl)“
EA/EB = [FA/FB] x [Luas Alas B/Luas Alas A] x [ΔlB/ΔlA] (perhatikan posisi atas bawah A dan B)EA/EB = 1/1 x 4/1 x 1/3 = 4/3
jadi perbandingan modulus young kawat A dan Kawat B = 4:3
artikel ini disalin lengkap dari: http://rumushitung.com/2013/09/08/elastisitas-fisika-dan-contoh-soal/
halaman utama website: http://rumushitung.com/
jika mencari artikel yang lebih menarik lagi, kunjungi halaman utama website tersebut. Terimakasih!
No comments:
Post a Comment