Menganalisis Sifat Elastisitas Bahan

Pengertian sifat elastisitas bahan adalah sifat bahan yang cenderung kembali ke bentuk semula ketika gaya yang bekerja pada benda dihilangkan. Sifat elastisitas bahan biasa dinyatakan dalam hubungan antara tegangan dan regangan. Secara matematis, sifat elastisitas bahan terbagi atas:

1. Tegangan (Stress) dan Regangan (Strain)

Ketika suatu gaya F ditekankan untuk meregangkan sebuah benda yang memiliki luas penampang A, maka gaya tersebut disebarkan ke seluruh penampang benda. Semakin luas penampang benda, maka semakin kecil gaya yang dirasakan dan pengaruh pada perubahan panjang benda juga semakin sedikit. Itu artinya, perubahan panjang benda ditentukan oleh gaya per satuan luas penampang atau biasa disebut dengan tekanan (stress), yang apabila dituliskan secara matematis adalah sebagai berikut:

Keterangan:

σ = Tegangan (N/m²)

F = Gaya tarik (N)

A = Luas penampang (m²)

Karena gaya yang bekerja pada benda berusaha membuat perubahan panjang benda. Dengan panjang benda mula – mula adalah L₀, akibat gaya F maka panjang benda menjadi L, sehingga terjadi regangan yang dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

Ɛ = Regangan

∆L = Perubahan panjang benda (m)

L₀ = Panjang awal benda (m)

L = Panjang akhir benda (m)

Suatu benda dapat dikatakan sebagai benda elastis apabila setelah gaya F ditiadakan, panjang benda kembalai ke panjang asal (L₀).

Pada bahan elastis perbandingan tekanan dan regangan selalu konstan. besarnya konstanta dinamakan Modulus Young yang diberi simbol ϒ atau sering disebut modulus elastis.

Keterangan:

ϒ = Modulus Young (N/m²)

σ = Tegangan (N/m²)

Ɛ = Regangan

2. Tegangan dan Regangan Geser

Selain dapat menyembahan perubahan panjang benda, gaya juga dapat menyebabkan bentuk benda berubah. Apabila gaya diberikan sejajar terhadap luas permukaan maka akan menyebabkan permukaan benda bergeser sehingga timbul tegangan geser. Perbandingan gaya F terhadap luas permukaan A secara matematis dituliskan sebagai berikut:

Tegangan Geser = F_s/A

Keterangan:

F_s = Gaya geser (N)

A = Luas permukaan (m²)

Perbandingan antara ∆X dengan h dinamakan regangan geser.

Regangan Geser = X/h = tan θ

Keterangan:

X = Panjang pergeseran (m)

h = Tinggi benda (m)

Perbandingan antara tegangan geser dengan regangan geser dinamakan dengan modulus geser, yang apabila ditulis secara matematis adalah sebagai berikut:

Modulus Geser = Tegangan Geser/Regangan Geser

Referensi:

1. Bab 11 Elastisitas dan Hukum Hooke. Anzdoc. Diakses Tanggal 23 Oktober 2018.
2. Sari, Nurmala. 2016. Pengembangan Modul Pembelajaran Menggunakan Learning Content Development System (LCDS) untuk Materi Elastisitas dan Hukum Hooke. Unila. Diakses Tanggal 23 Oktober 2018.
3. Sudarti, Yushardi, dan Lusiana, Y. M. Pembelajaran Materi Elastisitas dan Hukum Hooke dengan Model Pembelajaran Guide Discover Di SMA Negeri 1 Jeggawah. Jurnal Pembelajaran Fisika, Vol 6 No. 1, Maret 2017, hal 68-74. Diakses Tanggal 23 Oktober 2018.