Contoh Soal Elastisitas Lengkap Rumus, Pengertian, Besaran, Hukum dan Tahapannya, Dalam ilmu fisika, Elastisitas yakni kecenderungan suatu bahan padat untuk kembali ke bentuk semula setelah terdeformasi.
Dilansir dari laman Materibelajar.co.id, berikut ini penjelasan lengkap dari Contoh Soal Elastisitas Lengkap Rumus, Pengertian, Besaran, Hukum dan Tahapannya. Simak di bawah ini…
Pengertian Elastisitas
Dalam ilmu fisika, Elastisitas yakni kecenderungan suatu bahan padat untuk kembali ke bentuk semula setelah terdeformasi
Benda padat akan mengalami deformasi saat gaya diaplikasikan padanya. Apabila bahan tersebut elastis, maka benda itu akan kembali ke bentuk dan ukuran awalnya ketika gaya yang mengenainya dihilangkan.
Dalam fisika untuk perilaku elastis bisa berbeda pada bahan yang berbeda. Pada logam, kisi (lattice) atom berubah ukuran serta bentuknya ketika kerja diaplikasikan (energi ditambahkan pada sistem).
Sedangkan ketika gaya dihilangkan, kisi-kisi kembali ke dalam keadaan energi asli yang lebih rendah. Untuk karet dan polimer lain, elastisitas disebabkan dengan peregangan rantai polimer ketika kerja diaplikasikan.
Besaran-Besaran Elastisitas Fisika
a. Tegangan (stress)
Tegangan yakni besarnya gaya yang bekerja terhadap suatu permukaan benda persatuan luas.
Tegangan dirumuskan sebagai berikut ini :
b. Regangan (strain)
Regangan yakni pertambahan panjang yang terjadi pada benda karena pengaruh gaya luar per panjang mula-mula benda itu sebelum gaya luar bekerja padanya. Regangan dirumuskan seperti berikut ini.
Karena regangan merupakan perbandingan dari dua besaran yang sejenis maka regangan hanya seperti koefisien (tidak punya satuan)
c. Mampatan
Mampatan hampir sama dengan regangan. Perbedannya, regangan bisa terjadi karena gaya tarik yang mendorong molekul benda terdorong keluar. Sementara mampatan bisa terjadi karena gaya yang membuat molekul benda masuk ke dalam (memampat).
d. Modulus Elastis (Modulus Young)
Modulus young yakni perbandingan antara tegangan dengan regangan.
Rumusnya seperti berikut :
Apabila di uraikan rumus tegangan dan regangan di dapat persamaan yaitu :
Hukum Hooke
Di tahun 1678, Robert Hooke menyatakan jika pegas ditarik dengan suatu gaya tanpa melampaui batas elastisitasnya, pada pegas akan bekerja gaya pemulih yang setara dengan simpangan benda dari titik seimbangnya namun arahnya berlawanan dengan arah gerak benda. Pernyataan tersebut dikenal dengan hukum Hooke. Secara matematis, hukum Hooke dinyatakan sebagai berikut ini.
Tanda negatif(-) yang terdapat pada hukum Hooke bermakna bahwa gaya pemulih pada pegas selalu berlawanan dengan arah simpangan pegas. Tetapan pegas (k) menyatakan ukuran kekakuan pegas. Pegas didapatkan kaku memiliki nilai (k0 yang besar, sementara pegas lunak memiliki (k) kecil.
Tetapan Gaya pada Benda Elastis
Modulus Young dirumuskan sebagai berikut.
Pada persamaan di atas, besarnya gaya yang bekerja pada benda dapat dinyatakan sebagai berikut.
Berdasarkan Hukum Hooke, besar gaya pemulih pada pegas sebesar F =-k ∆x atau F = -k ∆ℓ Dengan begitu, konstanta gaya pada benda elastis dapat dirumuskan seperti berikut.
Hukum Hooke untuk Susunan Pegas
Sebuah pegas diberi gaya akan dapat mengalami pertambahan panjang sesuai gaya yang diberikan. Bagaimana jika pegas yang diberi gaya berupa susunan pegas lebih dari 1 ? Berbagai macam susunan pegas antara lain seperti berikut ini.
Pertambahan panjang pegas yang disusun seri adalah jumlah pertambahan panjang ke2 pegas. Maka, tetapan pegas yang disusun seri dihitung:
Jadi, ketetapan pegas yang disusun seri dihitung seperti berikut:
susunan parallel pegas
Gaya mg digunakan menarik kedua pegas sehingga pertambahan panjang kedua pegas sama.
Energi Potensial Pegas
“Energi potensial pegas yakni merupakan kemampuan pegas untuk kembali ke bentuk awal”
Suatu usaha yang dilakukan untuk menarik pegas atau besarnya energi potensial pegas agar kembali ke bentuk semula. Besarnya energi potensial pegas dihitung dengan langkah-langkah seperti berikut.
Contoh Soal Elastisitas
1. Terdapat kawat logam dengan diameter 1,4 mm dan panjang 60 cm digantungi beban bermassa 100 gram. Kawat tersebut bertambah panjang 0,3 mm. Jika percepatan gravitasi bumi sebesar 9,8 m/s2, hitunglah:
a. tegangan,
b. regangan
c. modulus Young bahan.
Penyelesaian:
Diketahui
Ditanyakan :
a. δ
b. e
c. Y
Jawaban :
2. Sebuah pegas memiliki panjang 50 cm ketika digantung secaravertikal. Ketika diberi beban seberat 30 N, pegas bertambah panjang sampai 55 cm. Pertanyaannya, berapakah konstanta pegas dan panjang pegas ketika ditarik gaya sebesar 45 N?
Penyelesaian:
