redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Pengertian Elastisitas

Sobat Pintar, coba ambillah penggaris dari plastik, peganglah ujungnya kemudian diayunkan ke bawah dan lepaskan. Apa yang terjadi?

Penggaris akan terayun ke bawah kemudian ke atas dan ke bawah lagi berulang-ulang. Penggaris selalu berusaha ke keadaan semula.

Atau pernahkah kalian meloncat di atas spring bed?  kalian akan mendapat gaya yang membuat kalian terpental ke atas. Ada gaya yang seolah menolak kalian. Gejala- gejala tadi menunjukan elastisitas.

Untuk memahami arti kata elastisitas, kita ambil dua contoh karet gelang dan peren karet. Jika karet gelang tersebut ditarik, maka panjangnya akan terus bertambah sampai batas tertentu. Kemudian, apabila tarikan dilepaskan panjang karet gelang akan kembali seperti semula.

Berbeda halnya dengan permen karet, Jika ditarik panjangnya akan terus bertambah sampai batas tertentu tapi apabila tarikan dilepaskan panjang permen karet tidak akan kembali seperti semula. Hal ini dapat terjadi karena karet gelang bersifat elastis sedangkan permen karet bersifat plastis.

Namun, apabila karet gelang ditarik terus menerus adakalanya bentuk kareng gelang tidak kembali seperti semula yang artinya sifat elastisnya telah hilang. Sehingga diperlu tingkat kejelian yang tinggi untuk menggolongkan mana benda yang bersifat elastis dan plastis.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awal setelah gaya pada benda tersebut dihilangkan. Keadaan dimana suatu benda tidak dapat lagi kembali ke bentuk semula akibat gaya yang diberikan terhadap benda terlalu besar disebut sebagai batas elastis.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa Hukum Hooke mengkaji jumlah gaya maksimum yang dapat diberikan pada sebuah benda yang sifatnya elastis (seringnya pegas) agar tidak melewati batas elastisnya dan menghilangkan sifat elastis benda tersebut.

Bunyi Hukum Hooke ialah “Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus/sebanding dengan gaya tariknya”.

Konsep Hukum Hooke

Sobat pintar, pernahkah kalian melihat sebuah pegas?

Gambar pegas ditunjukkan pada gambar berikut ini. Jika pada ujung pegas kita sambungkan dengan sebuah benda yang memiliki berat w, letak berat w tadi atau ujung pegas kita beri tanda sebagai x = 0, lalu benda kita tarik sehingga bergeser posisinya sejauh x.

Ketika kita lepas beban yang memiliki berat w tersebut, akan ada dorongan dari pegas menuju ke bentuk semula. Gaya semacam itu dinamakan gaya pemulih karena gaya itu cenderung memulihkan atau mengembalikan pegas ke keadaan awalnya. Besarnya gaya yang dilakukan oleh pegas adalah dinyatakan oleh hukum Hooke yaitu:

F = -K.x

Keterangan:

F = Gaya luar yang diberikan (N)
k = Konstanta pegas (N/m)
x = Pertambahan panjang pegas dari posisi normalnya

Jadi Hukum Hooke menyatakan bahwa “jika gaya tari tidak melampaui batas elastis pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya”.

Latihan 1

Apa yang dimaksud benda memiliki sifat elastis?

A. Benda memiliki kemampuan untuk meregang dan kembali kebentuk semula

B. Benda tidak memiliki kemampuan untuk meregang dan kembali ke bentuk semula setelah gaya itu dihilangkan

C. Benda memiliki daya serap yang tinggi

D. Benda yang wujudnya tetap atau tidak berubah meski wujud atau penampang wadahnya berubah

E. Benda yang partikel penyusunnya bebas bergerak atau tidak berbentuk padat

Latihan 2

Contoh benda yang memiliki sifat elastis diantaranya ....

A. Plastisin

B. Tanah liat

C. Bumper Hp

D. Kertas

E. Plastik

Tegangan

Sobat pintar, tadi pada modul sebelumnya sudah dijelaskan bahwa jika diberi gaya yang melebihi batas elastisnya maka benda tidak kembali ke bentuk semula, tetapi akan berubah bentuk secara permanen.

Sekarang coba perhatikan gambar berikut. Terdapat sebuah batang tegar dipengaruhi oleh gaya tarikan sebesar F ke kanan di ujung kanan dan ke kiri di ujung kiri. Mari kita perhatikan bagian kecil dari batang yang panjangnya L. Bagian kecil batang ini dalam keadaan setimbang karena gaya di bagian kanan sama dengan gaya di bagian kirinya. Gaya-gaya baik di  bagian kiri maupun di bagian kanan didistribusikan secara merata pada luasan penampang A.

Nah sobat, perbandingan gaya F terhadap luasan penampang A inilah yang dinamakan tegangan

Jadi, Tegangan merupakan keadaan dimana sebuah benda mengalami pertambahan panjang ketika sebuah benda diberi gaya pada salah satu ujungnya sedangkan ujung lainnya ditahan.

Regangan

Nah sobat tadi kita sudah membahas tegangan, sekarang kitta akan membahas regangan ! Gaya-gaya yang bekerja pada batang berusaha membuat bahan meregang. Perubahan panjang per panjang dinamakan regangan yang disimbolkan e

Jadi, regangan merupakan perbandingan antara pertambahan panjang kawat dalam x meter dengan panjang awal kawat dalam x meter. Regangan dapat terjadi dikarenakan gaya yang diberikan pada benda ataupun kawat tersebut dihilangkan, sehingga kawat kembali ke bentuk awal.

Hubungan ini secara matematis dapat dituliskan seperti dibawah ini.

Modulus Elastisitas (Modulus Young)

Sobat pintar, setelah kita sudah mengetahui tegangan dan regangan suatu benda, maka kita bisa menentukan modulus elastisitas nya!

Modulus Elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dan regangan dari  suatu  benda. Modulus  elastisitas  dilambangkan  dengan  E  dan satuannya Nm-2. Modulus elastisitas disebut juga Modulus Young. Adapun Modulus Young dapat ditentukan secara matematis dari rumus tegangan dan regangan.

Keterangan :

Nilai modulus elastisitas hanya bergantung pada jenis bahan suatu benda, tidak bergantung pada ukuran ataupun bentuk benda. Nah, berikut ini adalah nilai modulus elastisitas dari beberapa jenis bahan :

Latihan 1

Tali nilon berdiameter 2 mm ditarik dengan gaya 100 Newton. Tentukan tegangan tali!

A. 31,5 x 106 N/m2

B. 62,3 106 N/m2

C. 72,1 106 N/m2

D. 84,3 106 N/m2

E. 92,3 106 N/m2

Latihan 2

Seutas tali mempunyai panjang mula-mula 100 cm ditarik hingga tali tersebut mengalami pertambahan panjang 2 mm. Tentukan regangan tali!

A. 0,001

B. 0,002

C. 0,003

D. 0,004

E. 0,005

Susunan Seri

Sobat pintar, sifat pegas saat ini banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada kendaraan bermotor dan neraca pegas,. Nah, Sobat dua pegas atau lebih yang dirangkai dapat menggunakan pegas pengganti. Tetapan pegas pengganti dapat dirangkai secara seri, paralel atau kombinasi.

Pada  susunan pegas, baik susunan seri, paralel, atau kombinasi keduanya, besarnya konstanta pegas merupakan konstanta pegas pengganti. Pada gambar tersebut, terdapat tiga pegas dengan konstanta gaya k1, k2, dan k3 yang disusun seri.

Pada ujung susunan pegas bekerja gaya F, maka masing-masing pegas mendapat gaya yang sama besar yaitu F. Berdasarkan Hukum Hooke, pertambahan panjang masing-masing pegas adalah:

F = k1.x1 -à x1 = F/ k1

F = k2.x2 -à x2 = F/ k2

F = k3.x3 -à x3 = F/ k3

Sehingga pertambahan panjang total susunan pegas :


ks = konstanta seri

Susunan Paralel

Sobat pintar, sekarang kita lanjut ke rangkaian pegas paralel.

Tiga buah pegas masing- masing dengan konstanta gaya k1, k2, dan k3, disusun paralel dan pada ujung ketiga pegas bekerja gaya F. Selama gaya F bekerja, pertambahan masing-masing pegas besarnya sama yakni :

x1 = x2 = x3

karena :

F = F1 + F2 + F3

Maka :

Kp.x = k1.x1+k2.x2+k3.x3

Sehingga :

Kp = konstanta pegas

Latihan 1

Dua pegas dengan kosntanta masing-masing 18 N/m dan 9 N/m. Hitung konstanta pegas pengganti jika kedua pegas disusun secara seri

A. 2 N/cm

B. 4 N/cm

C. 6 N/cm

D. 8 N/cm

E. 10 N/cm

Latihan 2

Dua pegas dengan kosntanta masing-masing 18 N/m dan 9 N/m. Hitung konstanta pegas pengganti jika kedua pegas disusun secara paralel

A. 9 N/m

B. 18 N/m

C. 27 N/m

D. 36 N/m

E. 45 N/m

Aplikasi Hukum Hooke

Sobat pintar, tadi kita sudah belajar terkait konsep Hukum Hooke. Dalam pengaplikasian hukum Hooke sangat berkaitan erat dengan benda benda yang prinsip kerjanya menggunakan pegas dan yang bersifat elastis loh Sobat!

Prinsip hukum Hooke telah diterapkan pada beberapa benda-benda berikut ini.

Busur panah

Busur panah adalah suatu senjata tradisional yang digunakan untuk meluncurkan anak panah dan proses panah terbantu oleh kekuatan elastisitas. Saat tali busur panah ditarik, maka akan menghasilkan tegangan dan akan menghasilkan energi potensial yang sangat elastis. Setelah anak panah dilepaskan dari tegangannya, maka akan membuat anak panah melaju dengan sangat cepat.

Pegas Mobil

Pegas mobil menjadi benda yang memiliki sifat yang elastis dan pegas mobil biasanya terbuat dari bahan baja. Pemanfaatan pegas mobil dilakukan untuk meredam guncangan kecepatan kendaraan dan pegas menambah kenyamanan dalam mobil. Dalam ilmu fisika, mobil memiliki elastisitas yang sangat baik dan adanya pegas mobil membuat pengendara menjadi aman

Alat Ukur Berat Badan

Pada dasarnya semua manusia ingin memiliki tubuh yang proporsional, karena bisa dimanfaatkan untuk berbagai kesempatan dan banyak pihak yang menolak kelebihan berat badan.  Sistem kerja alat penimbang berat badan memanfaatkan pegas untuk mengukur seberapa berat tubuh manusia dan penggunaan timbangan sangatlah simpel, karena anda bisa langsung melihat pergerakan jarum.