pusatdapodik.com kali ini kita akan membahas elastisitas dalam fisika dan besaran dalam elastisitas beserta contoh soalnya, untuk lebih jelasnya simak uraian dibawah ini.
Definisi Elastisitas
Dalam fisika, elastisitas adalah kecenderungan suatu bahan padat untuk kembali ke bentuk semula setelah mengalami deformasi.
Benda padat akan berubah bentuk ketika gaya diterapkan padanya. Jika bahan bersifat elastis, benda akan kembali ke bentuk dan ukuran semula ketika gaya dihilangkan.
Alasan fisik untuk perilaku elastis dapat berbeda untuk bahan yang berbeda. Dalam logam, kisi (kisi) atom berubah ukuran dan bentuk ketika kerja diterapkan (energi ditambahkan) ke sistem).
Ketika gaya dihilangkan, grid kembali ke keadaan energi aslinya yang lebih rendah. Untuk karet dan polimer lainnya, elastisitas disebabkan oleh peregangan rantai polimer saat kerja diterapkan.
Besaran Elastisitas Fisik
sebuah. Menekankan
Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu permukaan benda per satuan luas.
Rumus regangan elastis adalah:
b. Strain
Regangan elastisitas adalah pertambahan panjang yang terjadi pada suatu benda akibat pengaruh gaya luar per panjang awal benda sebelum gaya luar bekerja padanya. Rumus Strain adalah:
Karena regangan merupakan perbandingan dari 2 besaran yang sejenis, regangan sama seperti koefisien (tanpa satuan).
c. kompresi
Kompresi hampir sama dengan peregangan. Perbedaannya adalah bahwa peregangan terjadi karena gaya tarik yang mendorong molekul benda ke arah luar, sedangkan kompresi terjadi karena gaya yang menyebabkan molekul benda terjepit (compress).
d. Modulus Elastis (Modulus Young)
Definisi modulus Young adalah perbandingan antara tegangan dan regangan.
Rumusnya adalah:
Jika Anda menggambarkan rumus tegangan dan regangan, Anda mendapatkan persamaannya, yaitu
Hukum Hooke berbunyi
Jika pegas ditarik dengan gaya tanpa melebihi batas elastisnya, pegas akan memberikan gaya pemulih yang sebanding dengan perpindahan benda pada titik kesetimbangannya tetapi berlawanan dengan arah gerak benda.
Secara matematis, hukum Hooke dinyatakan dengan rumus
Tanda negatif pada hukum Hooke berarti bahwa gaya pemulih pada pegas akan selalu berlawanan dengan arah defleksi pegas. Konstanta pegas (k) menyatakan bahwa ukuran kekakuan pegas. Pegas yang kaku memiliki nilai k yang besar, sedangkan pegas yang lunak memiliki nilai k yang kecil.
Hukum Hooke untuk Larik Pegas
Pegas yang diberi gaya selalu mengalami pertambahan panjang sesuai dengan gaya yang diberikan pada pegas. Bagaimana jika pegas yang diberi gaya berupa susunan pegas (lebih dari satu)? Macam-macam susunan pegas antara lain sebagai berikut.
Pengaturan Seri Musim Semi
Pertambahan panjang pegas dalam rangkaian adalah jumlah pertambahan panjang kedua pegas. Kemudian, konstanta pegas yang disusun secara seri dihitung:
Kemudian, konstanta pegas secara seri dihitung:
Susunan paralel pegas
Gaya mg digunakan untuk menarik kedua pegas sampai pertambahan panjang kedua pegas sama.
Energi Potensial Pegas
Energi potensial pegas adalah kemampuan pegas untuk kembali ke bentuk semula.
Usaha yang dilakukan untuk menarik pegas atau energi potensial pegas agar kembali ke bentuk semula. Besarnya energi potensial pegas dihitung dalam langkah-langkah berikut.
Contoh Soal Elastisitas
Contoh Soal 1.
Sebuah pegas memiliki sifat elastis dengan luas penampang 100 m2. Sebuah pegas ditarik dengan gaya 150 newton. apa ketegangan di musim semi?
Dikenal :
J : 100 m2
F : 150 N
diminta :
σ . . . ?
Menjawab :
σ : F/A
σ : 150 N / 100 m2
σ : 1,5 N/m2
Contoh soal 2.
Sebuah kawat memiliki panjang 100 cm dan ditarik dengan gaya 100 newton. kemudian bertambah panjang 10 cm. Tentukan regangan kawat?
Dikenal :
Lo : 100 cm
∆L : 10 cm
F : 100N
diminta :
e. . . . ?
menjawab :
e :
∆L / Lo
e : 10 cm / 100 cm
e : 0,1
Contoh Soal 3.
Panjang pegas diketahui 25 cm. Sebuah balok bermassa 20 gram digantungkan pada sebuah pegas dan pegas tersebut diperpanjang 5 cm. Tentukan modulus elastisitas jika luas penampang pegas 100 cm2!
Dikenal :
Lo : 25 cm
∆L : 5 cm
m : 20 gram : 0,02 kg
F : w : m . g : 0,02(10) : 0,2 N
A : 100 cm : 0,01 m
diminta:
E. . . .?
Menjawab :
E : σ/e
E : (F /A ) / (ΔL/Lo)
E : ( 0,2 N/ 0,01 m2) / (5 cm /25 cm )
E : (20 N /m2 )/ (0,2)
E : 100N/m2
Contoh Soal 4.
Sebuah pegas memiliki panjang 20 cm. Jika modulus elastisitas pegas adalah 40 N/m2 dan luas ketapel adalah 1 m2. Berapa gaya yang diperlukan pegas untuk menambah panjang 5 cm?
Dikenal :
Lo: 20 cm
E : 40N/m2
J : 1m2
∆L : 5 cm
diminta :
F . . . . ?
Menjawab :
E : σ/e
E : (F /A ) / (ΔL / Lo)
40 N/m2 : (P / 1 m2) / (5cm/20 cm)
40 N/m2 : ( F/ 1 m2 ) / ¼
160 N/m2 : F/1 m2
F : 160 N
Contoh Soal 5
Seutas kawat logam berdiameter 1,4 mm dan panjang 60 cm digantung dengan beban bermassa 100 gram. Panjang kawat bertambah 0,3 mm. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2, hitunglah:
sebuah. voltase,
b. ketegangan, dan
c. modulus young dari bahan tersebut.
Penyelesaian:
Dikenal
d = 1,4mm
r = 0,7mm = 7 x 10-4m
m = 100 g = 0,1 kg
g = 9,8m/s2
ℓ0 = 60 cm = 0,6 m
∆ℓ = 0,3 mm = 3 x 10-4 mm
Diminta:
sebuah. δ
b. e
c. Y
Demikianlah pembahasan tentang elastisitas fisika, semoga bermanfaat
