Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: SIFAT MEKANIKA BAHAN KELOMPOK KOMPETENSI B
10
Baik untuk kasus susunan kawat parallel maupun seri, selalu diasumsikan bahwa tegangan di setiap kawat selalu sama. Dengan asumsi ini dapat dianalisis perubahan
panjang setiap kawat.
3. Modulus Elastisitas
Sifat elastis tidak hanya dimiliki oleh pegas, tetapi juga oleh bahan lainnya. Hampir semua bahan memperlihatkan sifat elastisitas. Ada bahan yang sangat elastis seperti
karet dan ada yang kurang elastis seperti keramik. Sifat elastis adalah sifat bahan yang cenderung kembali ke bentuk semula ketika gaya yang bekerja pada benda dihilangkan.
Kawat besi yang ditarik dengan gaya tertentu mengalami pertambahan panjang, dan jika gaya yang bekerja pada kawat tersebut dilepaskan, maka panjang kawat besi kembali ke
semula. Ada benda yang sangat mudah diubah-ubah panjangnya, dan ada yang sangat sulit
diubah panjangnya. Benda yang bentuknya mudah diubah oleh gaya dikatakan lebih elastis. Untuk membedakan bahan berdasarkan keelastisannya, maka didefinsikan
besaran yang namanya Modulus Elastis. Benda yang lebih elastis lebih lunak
memiliki modulus elastis yang lebih kecil. Batas elastis bahan merupakan tegangan maksimal yang dapat diterapkan untuk bahan
tanpa menyebabkan deformasi permanen. Untuk tekanan di bawah batas elastis, bahan menunjukkan perilaku elastis ketika stress tegangan dihapus dan bahan kembali ke
ukuran dan bentuk aslinya. Di bawah batas elastis, strain regangan bahan sebanding dengan stress. Hubungan ini
diketahui sebagai Hukum Hooke. Dalam kasus stres, misalnya, dua kali lipat gaya yang diberikan pada bahan akan menggandakan jumlah bentangan bahan. Modulus elastisitas
bahan memiliki nilai stres tertentu di bawah batas elastisitasnya, yang didefinisikan oleh hubungan:
Kekuatan utama dari bahan adalah stress terbesar yang dapat menahan tanpa pecah. Dalam banyak bahan kekuatan yang dihasilkan jauh melebihi batas elastis. Ketika stress
lebih besar dari batas elastis tetapi kurang dari kekuatan utama bahan tersebut, maka hasilnya adalah deformasi permanen, contohnya adalah ketika membengkokan sebatang
logam.
Modulus Elastisitas
=
�������� ��������
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: SIFAT MEKANIKA BAHAN KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
11
4. Modulus Young
Suatu benda yang memiliki panjang L, jika ditarik dengan gaya F tertentu, maka panjang benda bertambah ΔL. Besar pertambahan panjang tersebut berbanding lurus
dengan panjang semula, atau:
ΔL∝L
1.10
Hubungan ini yang menjadi alasan mengapa menambah panjang karet yang lebih panjang lebih mudah dilakukan daripada menambah panjang karet yang lebih pendek.
Untuk mengganti kesebandingan di atas dengan tanda sama dengan =, digunakan konstanta, δ, sehingga:
ΔL =δL
1.11
konstanta
δ dikenal dengan regangan atau strain, Δ
L
adalah pertambahan panjang, dan
L
o
merupakan panjang mula-mula.
a Kondisi bahan ketika ditarik, tampak dua dimensi b Kondisi bahan ketika ditarik, tampak tiga dimensi
Gambar 1.4. Bahan ditarik dengan gaya tertentu mengalami pertambahan panjang
Regangan strain didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang
batang dengan panjang mula-mula. Ketika suatu gaya F ditekankan atau digunakan untuk meregangkan sebuah bahan yang memiliki luas penampang A, maka gaya
tersebut disebar ke seluruh penampang bahan. Makin luas penampang bahan yang dikenai gaya, makin kecil gaya per satuan luas pada permukaan, yang pada akhirnya
akan berpengaruh pada perubahan panjang bahan. Penentu perubahan panjang bahan bukan besarnya gaya secara langsung, tetapi gaya
per satuan luas penampang. Besar gaya per satuan luas penampang ini disebut tekanan atau stress, adalah:
σ =
1.12
σ melambangkan tegangan Pa, F melambangkan gaya N dan A melambangkan luas permukaan m
2
. Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan
bentuk benda. Tegangan stress didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang
bekerja pada benda dengan luas penampang benda.
