ELASTISITAS

Elastisitas

 

Pengertian 

Istilah elastisitas mungkin sudah tidak asing lagi di telinga teman – teman. Dalam pelajaran ekonomi teman – teman juga mengenal elstisitas, tetapi elastisitas salam fisika tentu berbeda dengan elastisitas dalam ekonomi.

Dalam fisika sifat benda dibedakan menjadi dua, yaitu sifat plastis dan sifat elastis. Sifat plastis yaitu sifat benda yang tidak bisa kembali kebentuk semula setelah gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Sedangkan Elastisitas diartikan sebagai sifat suatu bahan atau kemampuan suatu benda untuk kembali kebentuk semula setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan.

Elastisitas (elasticity) adalah kemampuan (ability) dari benda padat untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar yang bekerja padanya hilang/ dihilangkan. Deformasi (perubahan bentuk) pada benda padat elastis mengikuti aturan yang dikemukakan Robert Hooke yang kemudian dikenal dengan hukum Hooke. Ahli matematika dan juga seorang filsuf asal Inggris ini mencetuskan hukum Hooke (elastisitas) yang berbunyi

“Perubahan bentuk benda elastis akan sebanding dengan gaya yang bekerja padanya sampai batas tertentu (batas elastisitas). Jika gaya yang deberikan ditambah hingga melebihi batas elastisitas benda maka benda akam mengalami deformasi (perubahan bentuk ) permanen”
-Robert Hooke-

Sobat punya sebatang bambu apus kecil. Saat sobat memberikan tenaga untuk membengkokkan bambu tersebut ia akan melengkung (deformasi) yang bersifat sementara yang berarti bahwa bambu bersifat elastis. Bambu akan kembali ke bentuk semula jika sobat menghilangkan gaya yang bekerja padanya. Akan tetapi jika sobat memberikan gaya dalam jumlah yang besar bambu tersebut bisa patah. Kapan ia patah? Ketika gaya yang sobat berikan melebihi titik elastis dari bambu.

Besaran-Besaran dalam Elastisitas

a. Tegangan (stress)
Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada permukaan benda persatuan luas. Tegangan dalam elastisitas dirumuskan:

Tegangan sama seperti tekanan, ia memiliki satuan Pascal (Pa) atau N/m2

b. Regangan (strain)
Regangandalam elastisitas adalah pertambahan panjang yang terjadi pada suatu benda karena pengaruh gaya luar per panjang mula-mula benda tersebut sebelum gaya luar bekerja padanya. Regangan dirumuskan:

Karena regangan adalah perbandingan dari dua besaran yang sejenis maka ia hanya seperti koefisien (tanpa punya satuan)

c. Mampatan
Mampatan hampir sama seperti regangan. Bedanya, regangan terjadi karena gaya tarik yang mendorong molekul benda terdorong keluar sedangkan mampatan karena gaya yang membuat molekul benda masuk ke dalam (memampat).

d. Modulus Elastis (Modulus Young)
Definisi dari modulus young adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan. Di rumuskan

jika kita menguraikan rumus tegangan dan regangan di dapat persamaan

e. Hukum Hooke

F = - k Δx = - k ΔL

dengan :
F = gaya pegas pemulih
k = konstanta pegas
Δx = ΔL = pertambahan panjang pegas
Tanda negatif untuk menunjukkan bahwa arah gaya pemulih selalu berlawanan dengan arah gerak pegas.

 

 

Contoh elastisitas dalam kehidupan sehari – hari :

1. Anak-anak yang sedang bermain ketapel menaruh batu kecil pada karet ketapel dan menarik karet tersebut sehingga bentuk karet berubah. Ketika anak tersebut melepaskan tarikannya, karet melontarkan batu kedepan dan karet ketapel segera kembali kebentuk awalnya.

2. Pegas yang ditarik kemudian dilepaskan maka pegas akan kembali ke bentuk semula.


Jika benda elastis diberi gaya dan gaya tersebut dihilangkan tetapi benda tidak dapat kembali kebentuk semula, maka dikatakan benda tersebut telah melewati batas elastis. Batas elastis diartikan sebagai jumlah maksimum tegangan yang dialami oleh suatu bahan untuk kembali ke bentuk awalnya. Batas elastis bergantung pada jenis bahan yang

digunakan. Jika pada batas elastis benda terus menerus diberi gaya maka benda akan putus atau patah.

 

Contoh soal

1. Sebuah pegas yang bersifat elastis memiliki luas penampamg 100 m2. Jika pegas ditarik dengan gaya 150 Newton. Tentukan tegangan yang dialami pegas !
Diketahui :
A : 100 m2
F : 150 N
Ditanya :
σ . . . ?
Jawab :
σ : F / A
σ : 150 N / 100 m2
σ : 1.5 N/m2

2. Sebuah kawat yang panjangnya 100 cm ditarik dengan gaya 100 Newton. Yang menyebabkan pegas bertambah panjang 10 cm. Tentukan regangan kawat !
Diketahui :
Lo : 100 cm
ΔL : 10 cm
F : 100N
Ditanya :
e . . . . ?
jawab :
e : ΔL / Lo
e : 10 cm / 100 cm
e : 0.1

3. Diketahui panjang sebuah pegas 25 cm. Sebuah balok bermassa 20 gram digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 5 cm. Tentukan modulus

elastisitas jika luas penampang pegas 100 cm2 !
Diketahui :
Lo : 25 cm
ΔL : 5 cm
m : 20 gram : 0.02 kg
F : w : m . g : 0.02(10) : 0.2 N
A : 100 cm : 0.01 m
Ditaya :
E . . . .?
Jawab :
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 : 100 N/m2

4. Sebuah pegas panjangnya 20 cm. Jika modulus elastisitas pegas 40 N/m2 dan luas ketapel 1 m2. Tentukan besar gaya yang diperlukan agar pegas bertambah panjang 5 cm
Diketahui :
Lo: 20 cm
E : 40 N/m2
A : 1 m2
ΔL : 5 cm
Ditanya :
F . . . . ?
Jawab :
E : σ/e
E : (F /A ) / (ΔL / Lo)
40 N/m2: (F / 1 m2) / (5cm/20 cm)
40 N/m2 :( F/ 1 m2 ) / ¼
160 N/m2 : F/1 m2
F : 160 N