29/10/2012

1

SIFAT ELASTIS BAHAN SIFAT ELASTIS BAHAN

Adaptif

Menguasai Konsep Elastisitas

Bahan

Indikator :

1. Konsep massa jenis, berat jenis

dideskripsikan dan dirumuskan ke

dalam bentuk persamaan matematis.

Adaptif

Indikator :

Menguasai Konsep Elastisitas

Bahan

2. Rumusan matematis dari konsep

rapat massa dan berat jenis

diaplikasikan dalam perhitungan

masalah FISIKA sehari-hari.

Adaptif

Indikator :

Menguasai Konsep Elastisitas

Bahan

3. Definisi elastisitas dideskripsikan dan

dirumuskan persamaan

matematisnya.

29/10/2012

2

Adaptif

Indikator :

Menguasai Konsep Elastisitas

Bahan

4. Konsep tegangan dan regangan

dideskripsikan dan dirumuskan

kedalam bentuk persamaan

matematis.

Adaptif

Massa Jenis dan Berat Jenis

Massa jenis dan berat jenis adalah dua sifat dasar bahan padat yang banyak dihubungkan dengan sifat-sifat lainnya.

Keduanya dideskripsikan sebagai berikut:

Adaptif

Massa jenis biasa disebut juga dengan Rapat massa.

Massa Jenis

Massa jenis zat didefinisikan sebagai massa zat per satuan volume.

Adaptif

Secara matematis, dapat ditulis sebagai berikut:

dengan:

m = massa zat (kg)

V = volume zat (m3)

= massa jenis zat (kg/m3)

29/10/2012

3

Adaptif

Selain kg/m3, satuan massa jenis dapat juga menggunakan gr/m3.

Dimana 1 gr/m3 = 1000 kg/m3

Adaptif

Berat Jenis

Berat jenis zat didefinisikan sebagai berat zat per satuan volume.

Adaptif

Menurut persamaan dari massa jenis m=.V maka didapat hubungan antara massa jenis dengan berat jenis sebagai berikut :

dengan:

V = volume zat (m3) g = percepatan gravitasi

BJ = berat jenis zat (N/m-3)

(m/s2)

= massa jenis zat (kg/m3)

Adaptif

Contoh Soal :

Sebuah kawat besi panjangnya 10 meter dan diameternya 7.10-1 cm. Jika massa jenis besi 7.900 kg/m3. Tentukan :

a. Massa kawat

b. Berat jenis kawat tersebut

29/10/2012

4

Adaptif

Penyelesaian :

Adaptif

Adaptif Adaptif

Latihan

Sebuah benda panjangnya 100 cm dan diameternya 0,7 cm. Jika massa benda 12,166 kg. Tentukan :

a. Massa jenis benda

b. Berat jenis benda tersebut

29/10/2012

5

Adaptif

Elastisitas

Dalam fisika, elastisitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan pada benda itu dihilangkan (dibebaskan).

Adaptif

Benda-benda yang elastik juga punya batas elastisitas, sebagai contoh, sebuah tali karet diregangkan terus menerus, pada suatu saat tidak akan mampu lagi diregangkan sehingga kalau direnggangkan terus akan putus.

Ini menunjukkan tali karet mempunya batas elastisitas.

Adaptif

ELASTISITAS.swf

Contoh :

Adaptif

Dalam masalah ini, elastisitas berhubungan dengan konsep tegangan, regangan dan modulus elastisitas.

29/10/2012

6

Adaptif

Jika seutas kawat yang mempunyai luas penampang A mengalami gaya tarik (F) pada kedua ujungnya, maka kawat tersebut akan mengalami tegangan.

Dalam hal ini, tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya yang bekerja pada suatu benda dengan luas penampangnya.

Tegangan atau Stress

Adaptif

Secara matematis, tegangan dapat ditentukan sebagai berikut:

dengan:

F

A

= gaya luar (N)

= luas permukaan

= tegangan

(m2)

(N/m2)

Adaptif

Regangan adalah perubahan relatif ukuran benda yang mengalami tegangan dari keadaan semula.

Regangan atau Strain

Adaptif

Secara matematis, regangan dapat dirumuskan sebagai berikut:

dengan:

l

l0

e

= perubahan panjang (m2)

= panjang awal

= regangan

(m2)

29/10/2012

7

Adaptif

Modulus elastis adalah perbandingan antara tegangan dan regangan suatu benda.

Modulus Elastis

Modulus elastis disebut juga dengan modulus Young.

Adaptif

Secara matematis, modulus elastis dapat dirumuskan sebagai berikut:

dengan :

E = modulus elastis = N/m2 = Pa

Adaptif

Contoh Soal :

Dalam suatu pengujian terhadap baja, diperoleh data bahwa ketika baja tersebut ditarik dengan gaya 4.104 N, mengalami pertambahan panjang 1,125 cm. Jika panjang awal baja 50 m dan luas penampangnya 8 cm2, tentukan:

a. Tegangan baja

b. Regangan baja

c. Modulus elastis baja

Adaptif

Penyelesaian:

29/10/2012

8

Adaptif Adaptif

Seutas kawat memiliki panjang 50 cm dan luas penampang 2 cm2. Sebuah gaya 50 N bekerja pada kawat tersebut sehingga kawat bertambah panjang menjadi 50,8 cm. Hitunglah :

Latihan

a. Tegangan baja

b. Regangan baja

c. Modulus elastis baja

Adaptif

Menguasai hukum Hooke

Indikator :

1. Konsep konstanta pegas untuk

susunan pegas seri, paralel dan

gabungan, dideskripsikan dan

dirumuskan ke dalam bentuk

persamaan matematis.

Adaptif

Indikator :

2. Konstanta pegas untuk susunan

pegas seri, pararlel dan gabungan

dianalisis dan dihitung dengan

menggunakan rumusan matematika.

Menguasai hukum Hooke

29/10/2012

9

Adaptif

Pegas

Pegas merupakan suatu benda yang memiliki sifat lentur atau elastis.

Contoh :

PEGAS-GERAK.swf

Adaptif

Dalam ilmu teknik, sifat elastis dari suatu pegas sangatlah penting.

Misalnya dalam dunia otomotif, kenyamanan berkendaraan sangat dipengaruhi oleh pegas yang terdapat di dalam shockbreaker.

Adaptif

Hukum Hooke

Jika sebuah pegas diberi gangguan sehingga pegas merenggang (berarti pegas ditarik) atau merapat (berarti pegas ditekan), pada pegas bekerja gaya pemulih yang arahnya selalu menuju titik asal.

Adaptif

Besar gaya pemulih pada pegas sebanding dengan gangguan atau simpangan yang diberikan pada pegas.

Pernyataan di atas dikenal dengan hukum Hooke.

29/10/2012

10

Adaptif

Secara matematis, hukum Hooke dapat dituliskan sebagai berikut:

dengan:

k

l

F

= konstanta pegas (N/m)

= simpangan pada pegas

= besar gaya pemulih pegas

(m) = x

(N)

Adaptif

Pegas Disusun Secara Seri

Jika dua buah pegas disusun secara seri seperti pada gambar, setiap pegas memiliki konstantan pegas k1 dan k2. Jika pada ujung pegas yang disusun seri tersebut diberi gaya F, kedua pegas tersebut akan menerima gaya yang sama, yaitu F.

Dari pegas 1 dan pegas 2, akan diperoleh persamaan:

Adaptif

Pertambahan panjang pegas total (x) sama dengan x1 + x2, sehingga pada pegas yang disusun seri berlaku persamaan :

Adaptif

dengan:

= konstanta pegas seri ks (N/m)

29/10/2012

11

Adaptif

Contoh soal:

Tiga buah pegas disusun seri, setiap pegas memiliki konstanta pegas sebesar 1.200 N/m, 600 N/m, dan 400 N/m. Ketiga pegas tersebut diberi gaya sebesar 40 N. Berapakah k total pegas-pegas tersebut?

Adaptif

Penyelesaian:

Adaptif

Pegas Disusun Secara Paralel

Jika dua buah pegas disusun secara paralel seperti pada gambar, setiap pegas memiliki konstantan pegas k1 dan k2. Jika pada ujung pegas yang disusun secara paralel tersebut diberi gaya F, besar gaya F dibagi menjadi dua pada kedua ujung pegas tersebut, misal F1 dan F2.

Adaptif

Pada pegas yang disusun paralel berlaku:

29/10/2012

12

Adaptif

Pertambahan panjang pegas total sama dengan pertambahan panjang setiap pegas, atau x1 = x2 = xp sehingga persamaan konstanta pegas paralel menjadi:

Adaptif

Contoh soal:

Dua buah pegas disusun secara paralel. Setiap pegas memiliki konstanta pegas 200 N/m dan 300 N/m. Jika pada susunan paralel pegas tersebut diberi gaya berat 20 N, berapakah pertambahan panjang pegas tersebut?

Adaptif

Penyelesaian:

Adaptif

29/10/2012

13

Adaptif

Tiga buah pegas disusun seperti gambar. Konstanta masing-masing pegas k1 = 200 N/m, k2 = 400 N/m, k3 = 200 N/m. Susunan pegas dipengaruhi beban B sehingga mengalami pertambahan panjang 5 cm. Berapakah massa beban B, jika g = 10 m/s2 dan pertambahan panjang pegas 1 dan 2 sama?

Latihan