Download - Elastisitas Gaya Pegas
![Page 1: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/1.jpg)
Elastisitas dan Gaya Pegas
![Page 2: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/2.jpg)
Elastisitas
• Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan (dibebaskan).
• Benda Elastik benda yang berubah bentuknya oleh pengaruh gaya, akan tetapi bentuk atau ukurannya akan kembali ke semula setelah gaya yang diadakan padanya dihilangkan.
• Benda tidak elestik benda yang mengalami perubahan permanen oleh pengaruh gaya
![Page 3: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/3.jpg)
Tegangan
• Tegangan / Tekanan (stress) adalah gaya yang bekerja pada permukaan seluas satu satuan.
• Tegangan merupakan besaran skalar yang memiliki satuan N/m2 atau Pascal (Pa).
• Tegangan pada sebuah benda menyebabkan benda itu mengalami perubahan bentuk.
![Page 4: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/4.jpg)
Jenis Tegangan
3 Jenis tegangan
• Tegangan tarik yang menyebabkan pertambahan panjang
• Tegangan tekan yang menyebabkan pengurangan atau penyusutan panjang
• Tegangan geser yang menyebabkan perubahan bentuk
![Page 5: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/6.jpg)
Regangan
• Regangan (strain) adalah pertambahan panjang suatu benda yang disebabkan oleh dua gaya yang sama besar dengan arah berlawanan dan menjauhi ujung benda.
![Page 7: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/7.jpg)
Tekanan dan Geseran
• Tekanan adalah memendeknya suatu benda yang disebabkan oleh dua gaya yang sama besar dengan arah berlawanan dan masing-masing menuju tengah-tengah benda.
• Sedangkan geser adalah bergesernya permukaan suatu benda yang disebabkan oleh dua gaya yang sama besar dengan arah berlawanan dan masing-masing bekerja pada sisi benda.
![Page 8: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/8.jpg)
Diagram tegangan - regangan
• Kurva menunjukkan pertambahan panjang suatu benda terhadap gaya yang diberikan.
• Batas proporsional – pertambahan panjang proporsional dengan gaya yang diberikan
• Batas elastis : benda kembali ke panjang semula jika gaya dilepaskan
• Daerah plastis : benda tidak akan kembali ke panjang awalnya ketiga gaya eksternal dilepaskan
• Perpanjangan maksimum dicapai pada titik patah (titik putus)
![Page 9: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/9.jpg)
Kekuatan Maksimum Bahan
![Page 10: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/10.jpg)
Modulus Elastisitas
• Tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan suatu regangan tertentu bergantung pada sifat bahan yang menderita tegangan itu.
• Perbandingan tegangan terhadap regangandisebut modulus elastik bahan yang bersangkutan.
• Semakin besar nilai modulus elastik, semakin besar pula tegangan yang diperlukan untuk regangan tertentu.
![Page 11: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/11.jpg)
Modulus regangan
• Modulus regangan atau Modulus Young adalah konstanta perbandingan tegangan tarik atau tegangan kompresi terhadap regangan tarik atau regangan kompresi.
• Dimana L0 adalah panjang awal benda, A adalah luas penampang lintang, ∆L adalah perubahan panjang yang disebabkan oleh gaya F yang diberikan
![Page 12: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/12.jpg)
Modulus Luncur
• Modulus Luncur (G) atau modulus geser didefinisikan sebagai perbandingan tegangan luncur dengan regangan luncur.
• Modulus luncur suatu bahan dinyatakan sebagai gaya per satuan luas.
![Page 13: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/13.jpg)
Modulus elastisitas bahan
![Page 14: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/14.jpg)
Contoh
• Dalam suatu percobaan untuk mengukur modulus Young, sebuah beban 1000 lb yang digantungkan pada kawat baja yang panjangnya 8 ft dan penampangnya 0,025 in2, ternyata meregangkan kawat itu sebesar 0,01 ft melebihi panjangnya sebelum diberi beban.
Berapakah tegangan, regangan dan harga modulus Young bahan baja kawat itu?
![Page 15: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/15.jpg)
Pembahasan
![Page 16: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/16.jpg)
Hukum Hooke
• Hukum Hooke menyatakan bahwa untuk meregangkan atau menekan pegas sejauh x dari panjang normalnya dibutuhkan gaya FP sebesar :
• K disebut konstanta pegas (ukuran kekakuan pegas)
• Pegas itu sendiri memberikan gaya dengan arah yang berlawanan sebesar :
![Page 17: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/17.jpg)
Energi Potensial Pegas
• Energi potensial pegas merupakan salah satu jenis energi potensial yang berhibungan dengan bahan-bahan elastis.
• energi potensial pegas atau disebut sebagai energi potensial elastik berbanding lurus dengan kuadrat panjang rentangannya
![Page 18: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/18.jpg)
Contoh
• Sebuah pegas diletakkan seperti gambar (a) di atas, kemudian pegas itu meregang 0,150 m ketika massa 0,3 kg digantung padannya (gambar b). Pegas kemudian diregangkan 0,1 m dari titik setimbang dan dilepaskan (gambar c). Tentukan :
• Kosntanta pegas
• Amplitudo isolasi
• Kecepatan maksimum v0
• Energi totalnya
![Page 19: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/19.jpg)
Pembahasan
• Karena pegas teregang 0,150 m ketika 0,3 kg digantungkan padanya, maka diperoleh nilai k sebagai berikut :
• Karena pegas diregangkan 0,1 dari titik setimbang dan tidak diberi laju awal, maka amplitude osilasi A = 0,1 m
• Kecepatan maksimum v0 diperoleh ketika massa melewati titik setimbang dimanasemua energi merupakan energi kinetik.
![Page 20: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/20.jpg)
Pembahasan (lanjut)
• Karena k = 19,6 N/m dan A = 0,1 m, maka energi totalnya adalah
![Page 21: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/21.jpg)
Contoh (2)
• Untuk menarik sebuah pegas sejauh 10 cm diperlukan gaya 10 N. Bila panjang pegas adalah 40 cm, dan pegas ditekan dan ditahan agar panjang menjadi 35 cm. Tentukan :
a) Tetapan pegas
b) Energi tersimpan dalam pegas yang ditekan.
![Page 22: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/22.jpg)
Contoh Lain
• Sebuah pegas mempunyai konstanta pegas k sebesar 440 N/m. Seberapa jauh pegas ini harus direntangkan untuk menyimpan energi potensial sebesar 25 J ?
![Page 23: Elastisitas Gaya Pegas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052119/55cf9a28550346d033a0a936/html5/thumbnails/23.jpg)
• Sebuah pegas bila ditarik dengan gaya 40 N akan meregang 10 cm. Berapakah gaya tarik yang dikerjakan agar pegas meregang sepanjang 7 cm ?
• Sebuah pegas yang digantung vertikal panjangnya 15 cm. Jika diregangkan dengan gaya sebesar 0,5 N, panjang pegas menjadi 27 cm. Berapakah panjang pegas jika diregangkan dengan gaya sebesar 0,6 N ?