Elastisitas Bahan

1

Pada dasarnya benda memiliki dua sifat, yaitu plastic dan

elastis. Benda plastic adalah benda yang tidak mampu kembali ke

bentuk semula jika gaya ditiadakan. Contoh benda plastic adalah tanah

liat dan plastisin. Sedangkan benda elastis adalah benda yang memiliki

kemampuan untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya ditiadakan,

contohnya karet, logam, dan pegas. Berikut ini adalah perbandingan

sifat elastis benda padat.

1.Bacalah dengan cermat informasi pendukung yang tersedia pada

LKPD dan referensi lain untuk memperkaya pengetahuan anda

tentang materi getaran.

2.Diskusikan bersama teman kelompok menggenai pertanyaan dalam

LKPD

3.Jika menemukan kesulitan, silahkan bertanya kepada guru

4.Kumpulkan hasil kerja LKPD

3

Elastisitas merupakan sifat suatu benda yang ketika diberikan

gaya akan mengalami perubahan bentuk benda, dan ketika gaya

dihilangkan maka benda akan kembali ke bentuk semula (Tipler, 1998:

155-156). Jika benda diberi gaya, benda tersebut akan mengalami

deformasi yaitu perubahan ukuran atau bentuk. Karena mendapat gaya,

molekul-molekul benda akan bereaksi dan memberikan gaya untuk

menghambat deformasi. Gaya yang diberikan kepada benda dinamakan

gaya luar, sedangkan gaya reaksi oleh molekuk-molekul dinamakan

gaya dalam. Ketika gaya luar dihilangkan, gaya dalam cenderung untuk

mengembalikan bentuk dan ukuran benda ke keadaan semula.

Jika suatu benda direntangkan dengan gaya yang lebih besar

daripada sebelumnya, akan ada saat benda tersebut menjadi kendur dan

sampai di titik tertentu, benda tersebut tidak dapat kembali ke bentuk

semula. Kondisi ini terjadi karena elastisitas benda tersebut sudah

dilampaui. Jika gaya terus diperbesar sampai melewati kemampuannya

untuk merengang, maka benda tersebut akan patah/rusak.

Tegangan, Regangan dan Moudulus Young

Perubahan bentuk dan ukuran benda bergantung pada arah dan

letak gaya yang diberikan. Gaya yang menyebabkan perubahan bentuk

benda akan sebanding dengan besaran yang disebut dengan tegangan

atau stress. Secara matematis dapat dihitung menggunakan persamaan

2.1:

𝛔 =

𝑭

𝑨………………………………………………..(2.1)

Dimana; σ = tegangan(N/m2), F= gaya(N), A= Luas(m2).

4

Nilai tegangan akan semakin besar apabila gaya suatu benda

lebih besar dari luasan benda tersebut. Hasil perubahan bentuk benda

akibat tegangan disebut regangan atau strain. Secara matematis dapat

dihitung menggunakan persamaan 2.2:

𝒆 =

∆𝒍

𝑳𝟎…………………………………………….………(2.2)

Dimana; e = regangan, ∆𝑙= perubahan panjang(m), L0=

panjang awal(m).

Jika nilai strain besar, artinya benda itu mudah bertambah

panjangnya, misalkan karet memililiki strain lebih besar dari pada

pegas pada mobil, karena karet ketika diberi gaya kecil saja akan

mengalami pertambahan panjang yang besar.Pada daerah elastis,

besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan.

Perbandingan antara besaran tegangan dan regangan disebut

modulus elastisitas atau modulus young, yaitu angka yang

menunjukan

ketahanan

bahan

untuk

mengalami

deformasi

(perubahan).

Secara

sistematis

dapat

dihitung

menggunakan

persamaan 2.3

𝑬 =

𝝈

𝒆……………………………………………….(2.3)

Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda

(komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda.

Nilai modulus Young beberapa jenis bahan dapat terlihat pada tabel.

2.1 Modulus-modulus elastisitas.

5

Tabel 2.1 Modulus-Modulus Elastisitas

Material

Modulus Young,

Y (N/m2)

Modulus Geser,

G (N/m2)

Modulus

Bulk,

B (N/m2)

Material Padat

Besi, cor

100 x 109

40 x 109

90 x 109

Baja

200 x 109

80 x 109

140 x 109

Kuningan

100 x 109

35 x 109

80 x 109

Aluminium

70 x 109

25 x 109

70 x 109

Beton

20 x 109

Batu bata

14 x 109

Marmer

50 x 109

70 x 109

Granit

45 x 109

45 x 109

Kayu (pinus) (Urat

memanjang)
10 x 109

(Urat

melintang)
1 x 109

Nilon

≈ 3 x 109

Tulang (Tungkai)

15 x 109

80 x 109

Material Cair

Air

20 x 109

Alkohol (Etil)

1,0 x 109

Raksa

2,5 x 109

Material Gas

H2, He, CO2

1,01 x 105

(Sumber: Giancoli , 2014: 304

)

6

Bacalah LKPD dan jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut!

1.Ketika anda tidur di atas kasur yang empuk, gaya beratmu menekan kasur. Jika dirimu

berdiri, kasur akan kembali ke keadaan semula. Mengapa demikian?

2.Jika suatu benda elastis diberi gaya dan gaya tersebut diperbesar terus menerus, pada titik

tertentu benda tidak akan kembali ke bentuk semula setelah gaya tersebut dihilangkan.

Mengapa demikian?

3.Kawat yang luas penampangnya 4 cm3 ditarik gaya 200 N. Berapa besar tegangan kawat

tersebut?

4.Sebuah tali mempunyai panjang mula-mula 100 cm ditarik hingga tali tersebut mengalami

pertambahan panajng 2 mm. Tentukan regangan tali.

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………….

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………….

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………….

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………….

7

5.Sebuah beban 10 N yang digantung pada tali yang panjangnya 5 cm dan luas

penampangnya 2 X 10-6 m2 hingga menghasilkan pertambahan panjang 10 cm. hitunglah

modulus young tali.

SELAMAT BEKERJA

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
….