LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: SIFAT MEKANIKA BAHAN KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
9
Jika k
ef
adalah konstanta pengganti untuk susunan dua kawat di atas maka berlaku: W = k
ef.
ΔL atau
ΔL =
� �
1.4
dari persamaan panjang total: ΔL = ΔL
1
+ ΔL
2
didapatkan:
� �
=
� �
+
� �
Hilangkan W pada ke dua ruas, kita peroleh konstanta pegas pengganti memenuhi persamaan:
1 �
=
1 �
+
1 �
1.5
b. Susunan kawat secara paralel
Misalkan dua kawat disusun secara
paralel seperti
pada Gambar 1.3. Sebelum mendapat
beban, panjang masling-masing kawat adalah L
o
. Ketika diberi beban, kedua kawat mengalami
pertambahan panjang yang sama besar ΔL. Gaya W yang
dihasilkan beban, terbagi pada
dua kawat,
masing-masing besarnya F
1
dan F
2
. Berdasarkan Hukum Hooke, maka:
F
1
= k
1
ΔL
1.6
F
2
= k
2
ΔL
1.7
Jika adalah k
ef
adalah konstanta efektif susunan kawat, maka terpenuhi: W = k
ef
ΔL
1.8
Karena gaya ke bawah dan jumlah gaya ke atas pada beban harus sama maka: W = F
1
+ F
2
atau
k
ef
ΔL = k
1
ΔL + k
2
ΔL dengan menghilangkan L pada kedua ruas, diperoleh:
k
ef
= k
1
+ k
2
1.9
Gambar 1.3. Dua kawat yang tersusun secara parallel.
kiri sebelum diberi beban dan kanan setelah diberi beban
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
=
�������� ��������
