Di dlm ilmu fisika, ada yg namanya elastisitas. Elastisitas fisika ini pula merupakan salah satu materi yg akan ananda pelajari di kelas X atau XI. Lalu apa itu elastisitas?
Pada postingan kali ini Sosiologiku akan menunjukkan materi elastisitas fisika kelas 11, mulai dr pengertian, besar-besaran & rumusnya, acuan elastisitas, suara aturan Hooke, hingga contoh soal elastisitas & pembahasannya. Langsung saja, simak penjelasannya berikut ini!
Daftar Isi
Pengertian Elastisitas Fisika
Dalam ilmu fisika, elastisitas adalah kecenderungan materi padat untuk kembali pada bentuk aslinya sehabis terdeformasi. Benda padat akan mendapati deformasi jika gaya diaplikasikan pada benda tersebut. Jika benda tersebut lentur, maka benda itu akan kembali ke ukuran atau bentuk semula tatkala gaya yg didapatinya dihilangkan.
Mari kita ambil acuan karet & besi. Kalau ananda tarik sebuah karet, kemudian dilepaskan maka karet tersebut akan kembali ke bentuk mulanya, kan? Beda lagi kalau yg ananda tarik itu besi.
Tingkat elastisitas besi cukup kecil, sehingga apabila besi ditarik & melewati batas elastisitasnya, maka besi itu akan patah & tak kembali ke bentuk awalnya.
Keelastisan setiap benda berbeda-beda. Pada logam, kisi (lattice) atom berubah bentuk & ukurannya ketika gaya diterapkan (energi disertakan pada sistem).
Saat gaya ditiadakan,seluruh kisi kembali pada kondisi energi orisinil yg lebih rendah. Bagi karet & polimer lain, elastisitas disebabkan dgn peregangan rantai polimer ketika gaya dipakai.
Besaran-Besaran & Rumus Elastisitas Fisika
Berikut macam-macam besaran & rumus elastisitas fisika.
A. Tegangan (Stress)
Tegangan ialah besarnya gaya yg melakukan pekerjaan pada sebuah permukaan benda persatuan luas.
Rumus besaran tegangan:
B. Regangan (Strain)
Regangan dlm elastisitas merupakan pertambahan panjang yg terjadi pada sebuah benda karena tekanan suatu gaya luar per panjang awal benda itu sebelum gaya luar diaplikasikan padanya.
Rumus besaran regangan:
C. Modulus Elastis (Modulus Young)
Modulus young yakni besaran yg membandingkan antara tegangan dgn regangan.
Rumus besaran modulus Young:
Bila rumus regangan & teganan di atas diuraikan maka didapat suatu persamaan yaitu:
D. Mampatan
Mampatan nyaris sama dgn regangan. Namun bedanya, regangan itu terjadi sebab adanya gaya tarik yg mendorong molekul benda terdorong keluar.
Sebaliknya, mampatan terjadi karena adanya gaya yg membuat molekul benda masuk ke dlm (memampat).
Contoh Elastisitas dlm Kehidupan Sehari-Hari
Elastisitas fisika sejatinya bisa ananda temukan di dlm kehidupan sehari-hari. Hanya saja, mungkin ananda jarang menyadarinya. Berikut 2 teladan elastisitas yg sering terjadi dlm kehidupan sehari-hari.
- Pegas yg ditarik & kembali seperti semula.
- Saat anak sedang bermain ketapel & meletakkan kerikil ke karet ketapel, tarik kemudian kemudian dilepaskan. Maka karet ketapel akan kembali ke posisi semula.
Bunyi Hukum Hooke
Berikut di bawah ini bunyi hukum Hooke.
“Jika pegas ditarik dgn suatu gaya yg tak melebihi batas elastisitasnya, pegas akan bertindak selaku gaya pemulih yg sebanding dgn simpangan benda pada titik seimbangnya tetapi arahnya berlawanan dgn gerak benda”
Hukum Hooke
Dari bunyinya di atas, maka dapat ditemukan rumus hukum Hooke dengan-cara sistematis selaku berikut.
Tanda negatif sehabis tanda sama dgn pada rumus aturan Hooke mempunyai arti gaya pemulih pada pegas akan selalu berlawanan dgn arah simpangan pegas.
Tetapan pegas (k) menyatakan ukuran kekakuan pegas. Pegas yg tak elastis atau kaku mempunyai nilai k yg besar, sedangkan pegas lunak mempunyai k kecil.
Hukum Hooke untuk Susunan Pegas
Sebuah pegas yg dikenai gaya akan bertambah panjang sesuai gaya yg diberikan. Tapi bagaimana jikalau pegas yg dikenai gaya berbentuksusunan pegas lebih dr satu atau banyak? Jika susunan pegas lebih dr satu maka diberi rumus mirip berikut:
Jika pertambahan panjang pegas yg disusun seri merupakan jumlah pertambahan panjang ke 2 pegas. Kaprikornus, tetapan pegas yg disusun seri mampu dihitung sebagai berikut:
Maka, ketetapan pegas yg disusun seri terus dijumlah selaku berikut:
Susunan Pegas Paralel
Gaya mg dipakai dgn menawan kedua pegas hingga pertambahan panjang kedua pegas sama.
Energi Potensial Pegas
Energi potensial pegas ialah kesanggupan pegas untuk kembali ke bentuk semula. Bisa pula diarikan sebagia usaha yg dijalankan untuk menawan pegas atau besar potensi energi pegas agar kembali ke bentuk semula.
Besarnya potensi energi dijumlah dgn langkah-langkah sebagai berikut.
Batas Elastisitas
Kamu sudah tahu bukan? Bahwa elastisitas ialah sifat benda yg akan kembali ke bentuk semula sesaat sesudah diberi gaya dr luar.
Tiap benda mempunyai sifat elastisitas yg berlainan-beda. Dan ada pula benda yg tak mampu kembali seperti semula, benda-benda seperti ini biasa disebut dgn benda plastis.
Adapun deformasi, ialah suatu perubahan ukuran atau bentuk suatu benda saat diberi gaya. Setelah mendapatkan gaya, molekul pada benda akan bereaksi & menghalangi proses deformasi.
Gaya luar yaitu gaya yg dikenai pada suatu benda. Sedangkan gaya dlm ialah gaya yg bereaksi dr molekul-molekul dlm benda.
Tetapan Gaya Pada Benda Elastis
Modulus Young dirumuskan seperti berikut.
Pada rumus di atas, banyaknya gaya yg melakukan pekerjaan pada benda dapat dinyatakan seperti berikut.
Berdasarkan hukum Hooke, gaya besar pemulih pada pegas sebesar F = -k ∆x atau F = -k ∆ℓ maka, konstanta gaya pada suatu benda elastis bisa dirumuskan sebagai berikut.
Kamu pula bisa mempelajari materi elastisitas fisika lewat video pembelajaran yg sudah Sosiologiku sediakan di bawah ini.
Contoh Soal Elastisitas Fisika & Pembahasannya
Materi fisika kali ini melibatkan cukup banyak rumus & hitung-hitungan. Supaya ananda betul-betul mengerti materi elastisitas fisika, maka sebaiknya ananda mengerjakan latihan soalnya.
Berikut Sosiologiku sediakan 10 butir acuan soal elastisitas & pembahasannya yg bisa ananda jadikan sebagai materi pembelajaran.
1. Sebuah kawat memiliki panjang 200 cm & ditarik dgn gaya 100 Newton. Kemudian bertambah panjang 20 cm. Tentukanlah regangan kawat!
Ditanyakan:
e = … ?
Jawab:
Diketahui:
Lo = 200 cm
ΔL = 20 cm
F = 100 N
Penyelesaian:
e = ΔL / Lo
e = 20 cm / 200 cm
e = 0,2
2. Sebuah pegas mempunyai sifat elastis dgn luas penampang 150 m2. Jika pegas ditarik dgn gaya 200 Newton. Hitung berapa tegangan yg dialami pegas!
Ditanyakan:
σ = … ?
Jawab:
Diketahui:
A = 150 m2
F = 200 N
Penyelesaian:
σ = F/A
σ = 200 N/150 m2
σ = 1,3 N/m
3. Sebuah ban karet memiliki panjang 50 cm tatkala digantung dengan-cara vertikal. Tatkala diberi beban seberat 30 N, ban karet tersebut bertambah panjang hingga 55 cm. pertanyaannya, berapakah konstanta pegas & panjang pegas tatkala ditarik gaya sebesar 45 N?
Ditanyakan:
a. K = … ?
b. X2 = … ?
Jawab:
Diketahui:
X0 = 50 cm = 0,5 m
X1 = 55 cm = 0,55 m
F1 = 30 N
F2 = 45 N
Penyelesaian:
4. Sebuah kawat memiliki panjang 1 meter ditarik dgn gaya 4 N. Adapun luas penampang kawat itu 2 mm2 & modulus elastisitasnya 10 1 ° N/m2 . Hitunglah pertambahan panjang kawat akibat gaya yg diberikan!
Ditanyakan:
△ℓ = … ?
Jawab:
Diketahui:
Y = 10 10 N / m2
A = 2 mm2 = 2 × 10-6 m2
ℓ = 1 m
F = 4 N
Penyelesaian:
5. Sebuah per mempunyai panjang 10 cm. bila modulus elastisitas per 20 N/m2 & luas ketapel 1 m2. Berapa besar gaya yg dibutuhkan supaya per bertambah panjang sampai 5 cm?
Ditanyakan:
F = … ?
Jawab:
Diketahui:
Tinggi = 10 cm
T = 20 N/m2
A = 1 m2
ΔL = 5 cm
Penyelesaian:
E = σ / e
E = (F/A) / (ΔL/Lo)
20 N/m2 = (F/1 m2) / (5cm/10 cm)
20 N/m2 = (F/1 m2) / ½
40 N/m2 = (F/1 m2)
F = 40 N
6. Tuliskan rumus tegangan & regangan sesaat sehabis diuraikan!
Jawab:
7. Nyatakan suara aturan Hooke!
Jawab:
Jika pegas ditarik dgn suatu gaya yg tak melampaui batas elastisitasnya, pegas akan bertindak sebagai gaya pemulih yg seimbang dgn simpangan benda pada titik seimbangnya tetapi arahnya berlawanan dgn gerak benda.
8. Sebutkan satu teladan elastisitas dlm kehidupan sehari-hari!
Jawab:
Saat anak sedang bermain ketapel & meletakkan kerikil ke karet ketapel, ketapel ditarik kemudian dilepaskan. Maka karet ketapel akan kembali ke posisi semula.
9. Tuliskan rumus perihal regangan!
Jawab:
10. Sebutkan perbedaan antara mampatan dgn regangan!
Jawab:
Regangan itu terjadi alasannya adanya gaya tarik yg mendorong molekul benda terdorong keluar. Sementara mampatan terjadi karena adanya gaya yg menciptakan molekul benda masuk ke dlm (memampat).
Nah itu ia pembahasan kali ini wacana elastisitas fisika, rumus-rumus elastisitas fisika, & contoh soal beserta pembahasannya. Dukung terus Sosiologiku agar senantiasa memberikan materi sekolah dgn cara share postingan ini ke media umum, yuk!