Bahan Ajar Elastisitas.docx

Elastisitas Komponen Silabus Kompetensi Dasar

Tujuan Pembelajaran Tujuan Pembelajaran

:

3.6 Menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari hari.

 Menjelaskan

:

karakteristik

benda

elastis dan tidak elastis  Menentukan tegangan, regangan, dan

4.6 Mengolah dan menganalisis hasil percobaan tentang sifat elastisitas

suatu bahan

modulus elastisitas (modulus young).  Menentukan konstanta pegas melalui percobaan Hukum Hooke.  Menentukan konstanta pegas susunan seri dan susunan paralel.  Melakukan percobaan menyelidiki

Elastisitas

sifat elastisitas suatu bahan. Tegangan, Regangan, Dan Modulus Young (modulus elastisitas)

Pengertian elastisitas

 Melakukan percobaan Hukum Hooke.  Mengolah

dan

menyajikan

data

percobaan Hukum Hooke.

susunan pegas

Apakah

Hukum Hooke (gaya pegas)

kamu pernah melihat karet gelang? Pernahkah kamu

memainkannya? Ketika dirimu menarik karet gelang sampai batas tertentu, karet tersebut

bertambah panjang. Silahkan dicoba kalau tidak percaya. Jika

tarikanmu dilepaskan, maka karet akan kembali ke panjang semula. Demikian juga ketika dirimu merentangkan pegas, pegas tersebut akan bertambah panjang. Tetapi ketika dilepaskan, panjang pegas akan kembali seperti semula. Apabila di laboratorium sekolah kamu terdapat pegas, silahkan melakukan pembuktian ini. Regangkan pegas tersebut dan ketika dilepaskan maka panjang pegas akan kembali seperti semula. Mengapa demikian? Hal itu disebabkan karena benda-benda tersebut memiliki sifat elastis. Sekarang, perhatikanlah meja dan kursi yang sedang kamu tempati. Apakah mereka termasuk benda elastis? Apakah fisik meja dan kursi tersebut lentur? Tentu saja tidak. Meja dan kursi terbuat dari bahan yang keras dan jika diberi perlakuan tidak akan kembali kebentuk semula. Masih banyak contoh benda yang tidak elastis, satu diantaranya adalah plastisin. A. Pengertian Elastisitas Elastisitas adalah sifat fisis suatu benda yang membuatnya memiliki kecenderungan untuk kembali ke bentuknya semula setelah gaya (tarik maupun dorong) dihilangkan. Benda yang dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya yang diberikan dihilangkan disebt benda elastis. Contoh : karet, pegas, dan plastisin, B. Hukum Hooke (Gaya Pegas)

Besar gaya tarik atau gaya tekan yang diberikan pada pegas adalah berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas.

F = k ∆x Dengan : ∆x = 𝑥2 − 𝑥1 = pertambahan panjang pegas (m) F = gaya tarik/gaya tekan pada pegas ( N) k = tetapan pegas = konstanta pegas (N/m) Persamaan diatas dapat dinyatakan dalam bentuk grafik berikut ini.

Usaha yang dilakukan oleh gaya untuk mengubah panjang pegas disebut juga energi potensial pegas, yang besarnya : W = Luas ∆ 1 1 𝐹∆𝑥 = 𝑘∆𝑥 2 2 2 1 𝐸𝑝 = 𝑤 = 𝑘∆𝑥 2 2

𝑤=

Dengan : k = konstanta pegas (N/m) ∆x = pertambahan panjang pegas (m) 𝐸𝑝 = energi potensial pegas (J) W = usaha (J) C. Susunan pegas Pegas dapat disusun secara seri maupun paralel.

1. Susunan seri

1 1 1 1 = + + 𝑘𝑠 𝑘1 𝑘2 𝑘3 𝑘𝑠 = konstanta pegas pengganti seri (N/m) Jika pegas-pegas tersebut sama (identik) maka 𝑘𝑠 =

𝑘 𝑛

n = banyaknya pegas. 2. Susunan paralel

𝑘𝑝 = 𝑘1 + 𝑘2 + 𝑘3 atau 𝑘𝑝 = 𝑛𝑘 𝑘𝑝 = konstanta pegas pengganti paralel (N/m) D. Modulus Elastisitas (Modulus Young) Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan geser (stress) dengan regangan jenis (e).

1. Tegangan Geser Tegangan geser dinyatakan sebagai besarnya gaya yang bekerja pada tiap satuan luas. 𝜎=

𝐹 𝐴

Dengan : F = gaya tekan/tarik (N) A = las permukaan (𝑚2 ) 𝜎 = tegangan geser (𝑁⁄𝑚2 ) 2. Regangan (e) Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang benda dengan panjang benda mula-mula. 𝑒=

∆𝑙 𝑙0

Dengan : ∆l = pertambahan panjang (m, cm) 𝑙0 = panjang mula-mula (m, cm) e = regangan (tanpa satuan) 3. Modulus Elastisitas Modulus elastisitas (E) adalah perbandingan antara tegangan geser dengan tegangan jenis. 𝐸=

𝜎 𝐹 ⁄𝐴 = 𝑒 ∆𝑙⁄𝑙0

𝐸=

𝐹𝑙0 𝐴∆𝑙

Dengan: 𝑙0 = panjang benda mula-mula (m) ∆𝑙 = pertambahan panjang (m) A = 𝜋𝑟 2 =1 permukaan (𝑚2 ) F = gaya tarik tekan (N) E = modulus elastisitas (𝑁⁄𝑚2 ) Hubungan Modulus elastisitas dengan tetapan pegas : 𝐸 =

𝑘𝑙0 𝐴