Materi Fisika SMA – Rumus Elastisitas

AhmadDahlan.Net – Ketika kita memberikan gaya tarikan kepada sebuah karet, tentu saja karet tersebut akan memanjang dan akan kembali ke bentuk awalnya apabila gaya tarikan tersebut dihilangkan. Kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya setelah diberi gaya dinamakan elastisitas. Berikut penjelasan lebih lengkap mengenai elastisitas

A. Pengertian Elastisitas

Elastisitas merupakan kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya setelah diberikan gaya tarik terhadapnya. Benda yang memiliki sifat elastis disebut dengan benda elastis, contohnya seperti karet, pegas, dan lain sebagainya.

Setiap benda elastis memiliki tingkat elastisitas bahan masing – masing. Apabila benda elastis diberi gaya tarik melebihi batas elastisnya, maka benda tersebut tidak akan kembali ke bentuk semulanya, dan akan berubah bentuk secara permanen.

B. Persamaan Elastisitas

1. Tegangan (stress)

Benda elastis yang diberi gaya tarikan akan mengalami tegangan (stress). Tegangan tarik ini memiliki smbol (σ) dan memiliki satuan (N/m²). Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung besar tegangan tarik yang terjadi adalah :

σ=\frac{F}{A}

keterangan,
σ : tegangan tarik (N/m²)
F : gaya tarik (N)
A ” luas penampang benda (m²)

2. Regangan

Benda elastis yang diberikan gaya tarik juga mengalami peregangan. Regangan menyebabkan terjadinya perubahan panjang pada benda elastis. Regangan dapat dihitung menggunakan persamaan :

e=\frac{∆L}{L_0}

keterangan,
e : regangan
∆L : pertambahan panjang (m)
L₀ : panjang awal benda (m)

3. Modulus Elastisitas

Modulus elastik suatu benda didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami oleh benda tersebut. Persamaan untuk menghitung modulus elastik adalah :

E=\frac{tegangan}{regangan}

E=\frac{σ}{e}

E=\frac{\frac{F}{A}}{\frac{∆L}{L_0}}

\frac{F}{A}=E\frac{∆L}{L_0}

keterangan,
E : modulus elastik (N/m²)
σ : tegangan tarik (N/m²)
e : regangan
F : gaya tarik (N)
A ” luas penampang benda (m²)
∆L : pertambahan panjang (m)
L₀ : panjang awal benda (m)

C. Contoh Soal

Seutas kawat dengan luas penampang 2 mm² ditarik oleh gaya 1,6 N hingga panjangnya bertambah dari 40 cm menjadi 40,04 cm. Hitunglah modulus elastis kawat tersebut.

Pembahasan

Dik :
A = 2 mm² = 2 × 10^-6 m²
F = 1,6 N =16 × 10^-1 N
L₀ = 40 cm = 40 × 10^-2 m
∆L = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm = 4 × 10^-4 m

Dit :
E = ?

Jawab :

\frac{F}{A}=E\frac{∆L}{L_0}

\frac{16×10^-\ ^1\ N}{2×10^-\ ^6\ m^2}=E×\frac{4×10^-\ ^4\ m}{40×10^-\ ^2\ m}

8×10^5\ \frac{N}{m^2}=E×0,1×10^-\ ^2\ 

\frac{8×10^5}{0,1×10^-\ ^2}\ \frac{N}{m^2}=E 

80×10^7\ \frac{N}{m^2}=E 

E=8×10^8\ \frac{N}{m^2}