ELASTISITAS

Elastisitas merupakan kemampuan suatu benda untuk kembali kebentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepadanya dihilangkan (dibebaskan). Misalnya karet, pegas dari logam, pelat logam dan lain-lain.Benda-benda elastis ini mempunyai batas elastisitas tertentu. Benda yang tidak elastis disebut dengan plastik misalnya kayu, tanah liat atau plastisin.

Umumnya setiap benda yang mempunyai sifat elastis juga akan memiliki sifat plastis, sifat plastis dari benda-benda elastis muncul jika gaya yang diberikan pada benda elastis itu sudah melewati batas elastisitas benda.

1. PERUBAHAN BENTUKAda tiga perubahan bentuk yang dikenal dalam menelaah tentang elastisitas suatu benda, yaitu regangan, mampatan dan geseran.

1.1. ReganganPerubahan bentuk yang terjadi jika dua gaya yang sama besar danberlawan an arah diberikan pada masing-masing bidang ujung bendadengan arah menjauhi benda, sehingga benda bertambah panjang.

1.2. MampatanPerubahan bentuk yang terjadi jika dua gaya yang sama besar dan berlawanan arah diberikan pada masing-masing bidang ujung benda dengan arah menuju titik pusat benda sehingga benda bertambah pendek.

1.3. GeseranPerubahan bentuk yang terjadi jika dua gaya yang sama besar danberlawanan arahdiberikan pada masing-masing benda sehingga benda mengalami pergeseran.

2. MODULUS ELASTISITAS

2.1. Regangan.Didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang awalnya (L). Pertambahan panjang ini tidak hanya terjadi pada ujungnya saja, tetapi pada setiap bagian batang yang terentang dengan perbandingan yang sama.

Karena merupakan hasil bagi dari dua besaran yang berdimensi sama, maka regangan tidak memiliki satuan.

2. TeganganTegangan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tarik (F) yang dikerjakan pada benda dengan luas penampangnya (A).

Dalam SI. tegangan memiliki satuan N/m2 atau pascalBesarnya gaya untuk menghasilkan tegangan dan regangan tiap-tiap benda pada umumnya berbeda, tergantung pada jenis dan sifat benda.

3. Modulus Elastisitas (Modulus Young).Modulus Elastisitas didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan, dengan regangan suatu bahan selama gaya yang bekerja tidak melampaui batas elastisitasnya.

Dalam SI satuan modulus elastisitas sama dengan satuan tegangan. Semakin besar nilai E, berarti semakin sulit untuk merentangkan benda, artinya dibutuhkan gaya yang lebih besar. Berikut ini beberapa Nilai modulus Young untuk beberapa benda:Tabel 1 : Modulus Young Beberapa Benda.Jenis ZatModulus Young (N/m2)

TungstenSteelCopperBrassAluminiumKacaKuarsa35 x 101020 x 101011 x 10109,1 x 10107,0 x 10106,5 7,8 x 10105,6 x 1010

Latihan1. Pada sebuah kawat logam dengan diameter 1,25 mm dan panjangnya 80 cm digantungi beban bermassa 10 kg. Ternyata kawat tersebut bertambah panjang 0,51 mm. Tentukan:a. tegangan (stress)b. regangan (strain)c. modulus Young zat yang membentuk kawat.2. Kawat piano dari baja panjangnya 1,6 m dengan diameter 0,2 cm dan modulus Young 2 X 1011 N/m2. Ketika dikencangkan kawat meregang 0,3 cm. Berapakah besarnya gaya yang diberikan?3. Seutas kawat baja memiliki panjang 1,0 m dan diameter 0,1 cm. Berapakah besar gaya tegangan pada kawat , jika kawat bertambah panjang 0,2 cm ? (modulus elastisitas baja = 2,0 x 10 N/m)

3. HUKUM HOOKEJika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya, hal ini merupakan bunyi hukum Hooke. Pada waktu benda elastis (misalkan pegas) ditarik dengan gaya F, maka sebenarnya pegas juga mengadakan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang menariknya, tetapi arahnya berlawanan arah. Gaya ini disebut dengan gaya pegas. Sesuai dengan hukum Hooke, gaya pegas sebanding dengan pertambahan panjangnya, maka:

k disebut dengan konstanta (tetapan) pegas dengan satuan N/m dan nilainya berbeda-beda tergantung kepada jenis pegasnya.Besar energi potensial pegas dapat dihitung dengan rumus :

Latihan1. Sebuah pegas dengan konstanta 20 N/m diberi beban 100 g. jika g = 10 m/s, hitung pertambahan panjang pegas2. Pegas mula-mula 10 cm, saat digantung beban 100 gram pegas bertambah panjang menjadi 15 cm. Tentukan konstanta pegas tersebut. 3. Sebuah pegas yang panjangnya 15 cm digantungkan vertikal. Jika diberikan gaya 0,5 N, panjang pegas menjadi 25 cm. Berapakah panjang pegas jika diregangkan oleh gaya 0,6 N?4. SUSUNAN PEGAS

4.1. Susunan SeriPertambahan panjang pegas pengganti merupakan penjumlahan dari pertambahan panjang masing-masing pegas.k1

Konstanta gaya pegas pengganti seri sama dengan jumlah total dari kebalikan tiap-tiap tetapan gaya. k2

m

4.2. Susunan ParalelPertambahan panjang pegas pengganti sama dengan pertam-bahan panjang pegas masing-masing;k2k1

Konstanta gaya pegas pengganti sama dengan jumlah total tiap-tiap tetapan gayam

Latihan1. Dua pegas identik memiliki tetapan pegas 600 N/m. Tentukanlah konstanta sistem pegas jika: a. disusun seri b. disusun paralel2. Jika k1 = k2 = 600 N/m, k3 =1200 N/m, dan m = 3 kg,tentukanlah:a. tetapan sistem pegas, danb. pertambahan panjang sistem pegas. (g = 10 m/s2)3. Tiga buah pegas identik dengan konstanta gaya 300 N/m disusun seperti gambar. Jika pegas diberi beban bermassa 6 kg, hitunglah pertambahan panjang masing-masing pegas! (g = 10 m/s2)