ELASTISITAS

Elastisitas (elasticity) adalah kemampuan (ability) dari benda padat untuk kembali ke bentuk semula segera setelah  gaya luar yang bekerja padanya hilang/ dihilangkan..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-

Sebaliknya, benda yang tidak dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya yang mengenainya dihilangkan disebut benda plastis. Contoh benda plastis antara lain plastisin, lumpur, dan tanah liat.

Besaran-Besaran dalam Elastisitas

1. 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

2. Regangan (strain)
Regangan dalam 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)

      3. 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).

       4. 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 
  

Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan “ pada daerah elastisitas suatu benda, besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda”.

Dari gambar di atas dirumuskan :

                          F_P = - F

                      F = - k Δx                                                          

 : 

       pegas ditarik dengan gaya (F)

Dengan :
             F = gaya pegas pemulih
             k = konstanta pegas
             Δx = 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 kembalike 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 / Aσ : 150 N / 100 m2σ : 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 cmΔL : 10 cm
F : 100N
Ditanya :      e . . . . ?

jawab :
e : ΔL / Lo
e : 10 cm / 100 cm
e : 0.1