Apa yang kalian lihat ketika ada sebuah karet mendapatkan tarikan? Karet akan memanjang dan berubah dari bentuk aslinya. Namun setelah gaya dihilangkan karet akan kembali normal dan memendek. Keadaan pada saat terjadinya perubahan bentuk akibat adanya gaya luar (tarikan/dorongan) dikenal dengan istilah deformasi. Sedangkan kemampuan benda untuk kembali ke keadaan semula dikenal dengan istilah elastisitas.
.:: Elastisitas
Nah berbicara elastisitas. Disana kita akan mempelajari konsep-konseo tentang tegangan, regangan dan modulus young. Ketiga hal ini merupakan bagian penting dari elastisitas. Untuk penjabarannya silahkan simak ulasan berikut.
1. Tegangan
Tegangan didefinisikan sebagai suatu gaya yang bekerja pada suatu benda per satuan luas permukaan benda itu. Gaya yang ditimbulkannya sendiri bisa diakibatkan oleh beberapa sebab, misalkan karena tarikan, dorongan atau juga pelintiran.
Secara matematis, besar tegangan yang dialami oleh suatu benda bisa dituliskan:
σ = F/A
σ = F/A
dimana,
σ
= Tegangan (N/m )
F = Gaya (N)
A = luas permukaan (m2)
2. Regangan (ϵ)
Selain tegangan, didalam elastisitas kita juga dihadapkan dengan istilah regangan. Apa itu regangan? Regangan adalah perbandingan antara perubahan panjang yang dialami benda dengan panjang awalnya.
Secara matematis, persamaan tegangan adalah sebagai berikut:
ϵ = Δl/l0
Keterangan:
ϵ = Regangan
Δl = perubahan panjang (m)
l0 = panjang awal (m)
Regangan terjadi sebagai konsekuensi dari adanya gaya yang bekerja pada benda. Akibatnya benda menjadi semakin panjang atau bahkan sebaliknya. Pertambahan panjang bisa disebabkan karena adanya tarikan, sedangkan pemendekan bisa terjadi karena adanya tekanan.
3. Modulus Young atau Modulus Elastisitas
Modulus young merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan. Secara matematis, persamaan modulus young bisa kita tuliskan:
Y = σ/ϵ
Dimana,
Y = modulus elastisitas (N/m2)
Berikut adalah tabel modulus young dari beberapa benda:
Bahan
|
Modulus Young
(x 1010N/m2)
|
Alumunium
|
7
|
Kuningan
|
9.1
|
Tembaga
|
11
|
Baja
|
20
|
Tungsten
|
35
|
Gelas
|
6.5 - 7.8
|
Kuarsa
|
5.6
|
.:: Hukum Hooke
Apabila kalian sudah faham dengan konsep-konsep elastisitas, seperti tegangan, regangan dan modulus elastisitas. Selanjutnya kita akan belajar berkaitan tentang hukum hooke.
Perhatikan bunyi hukum hooke berikut
"Pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya tarik yang dikenakan pada pegas sebelum melampau batas elastisitas pegas"
Berdasarkan hukum hooke ini, didapatkan bahwa ketika ada sebuah tarikan (gaya) yang bekerja pada sebuah benda dan kemudian gayanya tersebut tidak melebihi batas elastisitasnya, maka pertambahan panjang akan berbanding lurus dengan gaya yang bekerjanya.
Untuk penjelasan berkenaan dengan batas elastisitas, secara lebih mendetail bisa disimak pada grafik berikut:
Pada saat benda mendapatkan tarikan dan kemudian gaya yang dihasilkan melebihi batas elastisitasnya, maka benda tidak akan kembali ke keadaan semula. Benda akan berdeformasi ke bentuk baru selamanya. Dan jika tarikannya sampai ke titik patah, maka pegas akan rusak dan terputus.
Secara maematis, persamaan hooke bisa dituliskan:
F = k . Δx
dimana,
F = gaya (N)
k = konstanta
Δx = perubahan panjang (m)
.:: Susunan Pegas
Ada dua jenis susunan dalam pegas, yaitu susunan pegas seri dan susunan pegas pararel.
1. Susunan Seri
Pertambahan panjang pada rangkaian seri:
xs = x1 + x2
Konstanta total rangkaian seri:
2. Susunan pararel
Pertambahan panjang pada rangkaian pararel
xp = x1 = x2
Konstanta total rangkaian seri
kp = k1 = k2
<<Kemali ke materi dinamika gerak lurus
Apabila kalian sudah faham dengan konsep-konsep elastisitas, seperti tegangan, regangan dan modulus elastisitas. Selanjutnya kita akan belajar berkaitan tentang hukum hooke.
Perhatikan bunyi hukum hooke berikut
"Pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya tarik yang dikenakan pada pegas sebelum melampau batas elastisitas pegas"
Berdasarkan hukum hooke ini, didapatkan bahwa ketika ada sebuah tarikan (gaya) yang bekerja pada sebuah benda dan kemudian gayanya tersebut tidak melebihi batas elastisitasnya, maka pertambahan panjang akan berbanding lurus dengan gaya yang bekerjanya.
Untuk penjelasan berkenaan dengan batas elastisitas, secara lebih mendetail bisa disimak pada grafik berikut:
Pada saat benda mendapatkan tarikan dan kemudian gaya yang dihasilkan melebihi batas elastisitasnya, maka benda tidak akan kembali ke keadaan semula. Benda akan berdeformasi ke bentuk baru selamanya. Dan jika tarikannya sampai ke titik patah, maka pegas akan rusak dan terputus.
Secara maematis, persamaan hooke bisa dituliskan:
F = k . Δx
dimana,
F = gaya (N)
k = konstanta
Δx = perubahan panjang (m)
.:: Susunan Pegas
Ada dua jenis susunan dalam pegas, yaitu susunan pegas seri dan susunan pegas pararel.
1. Susunan Seri
Pertambahan panjang pada rangkaian seri:
xs = x1 + x2
Konstanta total rangkaian seri:
2. Susunan pararel
Pertambahan panjang pada rangkaian pararel
xp = x1 = x2
Konstanta total rangkaian seri
kp = k1 = k2
<<Kemali ke materi dinamika gerak lurus