Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: SIFAT MEKANIKA BAHAN KELOMPOK KOMPETENSI B
14
a.Sebelum dikenai gaya geser b.Setelah dikenai gaya gaya geser
Gambar 1.6 Respon balok yang dikenai gaya geser
Berdasarkan percobaan yang dilakukan pada sejumlah benda diamati, bahwa pergeseran posisi ujung atas benda saat dikenai gaya geser sebanding dengan tinggi benda, atau
Δ L∝L
1.16
Untuk mengubah tanda kesebandingan dengan tanda sama dengan, digunakan konstanta δ
yang dinamai strain geser, sehingga:
ΔL= δL
1.17
Gambar 1.7. Besaran-besaran yang mempengaruhi bentuk benda yang dikenai gaya geser
Besarnya perubahan posisi ujung benda tidak bergantung langsung pada besarnya gaya geser, tetapi bergantung kepada gaya geser per satuan luas permukaan yang disentuh
gaya. Diperkenalkan besaran yang namanya tekanan geser,
σ =
1.18
Tekanan geser berbeda dengan tekanan yang mengubah panjang benda. Pada perhitungan tekananan geser, arah gaya sejajar dengan arah permukaan. Sedangkan pada saat
membahas perubahan panjang benda, arah gaya yang bekerja tegak lurus permukaan. Berdasarkan eksperimen untuk sejumlah besar bahan diperoleh hubungan yang menarik,
yaitu:
atau G =
σ δ
= konstan
1.19
Konstanta G dinamakan Modulus Geser. Dengan mensubtitusi persamaan 1.17 dan 1.18
ke dalam persamaan 1.19 dapat ditulis:
Perbandingan antara tegangan geser dan regangan geser selalu konstan
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: SIFAT MEKANIKA BAHAN KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
15
=
⁄ � ⁄
atau � =
Δ�
1.20
Persamaan 1.20 juga mengambil
bentuk hukum Hooke, dengan “konstanta pegas”
� =
1.21
6. Modulus Volum
Jika sebuah bahan ditekan dari semua sisi, maka volum bahan akan berkurang. Dari sejumlah eksperimen diamati bahwa pengurangan volum ΔV memenuhi:
a berbanding lurus dengan volum semula;
b sebanding dengan perubahan tekanan yang diberikan.
Dari pengamatan tersebut dapat diturunkan hubungan antara perubahan volum, volum
awal bahan, dan perubahan tekanan sebagai berikut:
ΔV ∝ V
o
ΔP
1.22
Jika kesebandingan di atas diganti dengan tanda sama dengan, maka dapat ditulis suatu konstanta pembanding, B, sehingga:
ΔV = −
1
�
�
ΔP
1.23
Konstanta B dikenal dengan Modulus Volum atau Modulus Bulk dari suatu bahan.
Tanda negatif menginformasikan, bahwa, makin besar perubahan tekanan yang diberikan makin kecil volum akhir bahan atau tekanan menyebabkan pengurangan
volum bahan. Jika gaya tekan per satuan luas adalah seragam, maka modulus volum atau modulus
bulk dapat ditulis dalam persamaan: B =
F A
⁄ ∆
o
⁄
1.24
Tekanan volume terjadi ketika bahan direndam dalam cairan. Hal ini disebabkan
karena cairan memberikan gaya homogen yang tegak lurus terhadap setiap bagian bahan yang direndam. Seperti yang telah
dibahas sebelumnya, bahwa, stress FA yang diberikan oleh cairan disebut tekanan P, sehingga dapat ditulis:
� =
P ∆
�
⁄
1.25
Modulus bulk =
-
��� �� �� �� ���� �� �� ��
Gambar 1.8. Bahan mengalami penyusutan volum
ketika dikenai tekanan dari segala arah
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: SIFAT MEKANIKA BAHAN KELOMPOK KOMPETENSI B
16
D. Aktivitas Pembelajaran
Setelah mengkaji materi tentang Sifat mekanika bahan, Anda dapat mempelajari kegiatan eksperimen dan non eksperimen yang disajikan petunjuknya dalam lembar
kegiatan. Untuk kegiatan ekaperimen, Anda dapat mencobanya mulai dari persiapan alat bahan, melakukan percobaan dan membuat laporannya. Sebaiknya Anda mencatat
hal-hal penting untuk keberhasilan percobaan, agar berguna bagi Anda sebagai catatan untuk mengimplementasikan di sekolah.
Kegiatan 1: Mengukur rapat massa massa jenis benda padat
Langkah-langkah
1. Silahkan, Anda lakukan percobaan rapat massa terlebih dahulu sesuai lembar kerja LK-1 berikut ini.
RAPAT MASSA
Tujuan: Mengukur rapat massa suatu bahan
Alat dan Bahan: Sebuah gelas ukur lengkap dengan skalanya, air bening, batu, penggaris, timbangan
digital Langkah Kerja:
1 masukkan air ke dalam gelas ukur sampai separuhnya; 2 catat tinggi air pada gelas ukur;
3 timbang massa batu yang akan diukur rapat massanya dan catat; 4 masukkan batu yang sudah ditimbang ke dalam gelas ukur, selanjutnya amati
perubahan tinggi muka air pada gelas ukur dan catat; 5 lakukan juga untuk berbagai jenis bahan.
Gambar 1.9. Cara menentukan volume benda melalui proses pencelupan, a. Batu sebelum
dicelupkan ke dalam wadah, b. Batu setelah dimasukkan ke dalam wadah, terjadi pertambahan volume air
