Cara Menghitung Tegangan Elastisitas

Admin TeknoBgt 21 Juni 2023MENGHITUNG78 Views

Hello Sobat TeknoBgt! Kali ini kita akan membahas tentang cara menghitung tegangan elastisitas. Tegangan elastisitas adalah suatu gaya yang diberikan pada sebuah benda yang dapat mengubah bentuk benda tersebut. Dalam ilmu fisika, tegangan elastisitas juga dikenal sebagai Hukum Hooke.

Daftar Isi tampilkan

1. Pengertian Tegangan Elastisitas

Tegangan elastisitas adalah suatu gaya tarik atau tekan yang diberikan pada sebuah benda yang dapat mengubah bentuk dari benda tersebut. Dalam kondisi normal, setiap benda mempunyai panjang, lebar, dan tinggi tertentu yang disebut dimensi. Namun, jika benda tersebut dikenai gaya, maka dimensi benda akan berubah.

Sebagai contoh, saat Anda menarik karet gelang, karet gelang akan memanjang dan saat dilepaskan, karet gelang akan kembali ke bentuk semula. Hal ini terjadi karena adanya tegangan elastisitas pada karet gelang.

Untuk menghitung tegangan elastisitas, Anda perlu mengetahui beberapa hal seperti:

Luas penampang atau cross-sectional area (A) dari benda
Perubahan panjang atau deformasi (ΔL) dari benda
Modulus elastisitas atau Young’s modulus (E) dari benda

1.1. Luas Penampang atau Cross-Sectional Area (A) dari Benda

Luas penampang atau cross-sectional area (A) dari benda adalah luas bidang yang tegak lurus dengan sumbu panjang atau lebar benda. Luas penampang benda biasanya diukur dalam satuan meter persegi (m²).

Untuk mengukur luas penampang benda, Anda bisa menggunakan alat ukur seperti mikrometer, kancing suasa, atau alat ukur lainnya. Caranya adalah dengan mengukur lebar dan tinggi benda pada bagian tertentu, kemudian mengalikan kedua nilai tersebut.

1.2. Perubahan Panjang atau Deformasi (ΔL) dari Benda

Perubahan panjang atau deformasi (ΔL) dari benda adalah perbedaan antara panjang benda saat tidak dikenai gaya dan panjang benda saat dikenai gaya. Perubahan panjang benda biasanya diukur dalam satuan meter (m).

Untuk mengukur perubahan panjang benda, Anda bisa menggunakan alat ukur seperti mistar atau jangka sorong. Caranya adalah dengan mengukur panjang benda saat tidak dikenai gaya dan saat dikenai gaya, kemudian mengurangi kedua nilai tersebut.

1.3. Modulus Elastisitas atau Young’s Modulus (E) dari Benda

Modulus elastisitas atau Young’s modulus (E) dari benda adalah suatu besaran yang menunjukkan seberapa mudah benda tersebut dapat berdeformasi jika diberikan gaya. Modulus elastisitas benda biasanya diukur dalam satuan pascal (Pa).

Untuk mendapatkan nilai modulus elastisitas benda, Anda bisa mengacu pada tabel modulus elastisitas beberapa bahan seperti baja, aluminium, kayu, atau plastik. Modulus elastisitas ini diperoleh dari hasil percobaan.

2. Cara Menghitung Tegangan Elastisitas

Tegangan elastisitas dapat dihitung menggunakan rumus sederhana berikut:

σ = F / A

di mana:

σ = tegangan elastisitas (Pa)
F = gaya (N)
A = luas penampang atau cross-sectional area (m²)

Untuk mendapatkan nilai F, Anda bisa mengukur gaya dengan menggunakan alat pengukur seperti dinamometer atau timbangan. Sedangkan untuk mendapatkan nilai A, Anda bisa mengukur luas penampang benda seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya.

Selain itu, tegangan elastisitas juga dapat dihitung menggunakan rumus lain berdasarkan modul elastisitas atau Young’s modulus (E) seperti berikut:

σ = E × ΔL / L

di mana:

L = panjang benda (m)

Jadi, cara menghitung tegangan elastisitas adalah dengan menggunakan salah satu dari dua rumus di atas dan memasukkan nilai-nilai yang diperlukan.

3. Contoh Soal Menghitung Tegangan Elastisitas

Contoh soal menghitung tegangan elastisitas adalah sebagai berikut:

Sebuah kawat baja dengan luas penampang 5 x 10^-6 m² diberikan gaya tarik sebesar 200 N. Perubahan panjang kawat adalah 5 mm. Hitunglah tegangan elastisitas yang terjadi pada kawat.

Penyelesaian:

1. Tentukan modul elastisitas atau Young’s modulus (E) dari baja pada tabel

Bahan	Modulus Elastisitas (Pa)
Baja	210 x 10⁹

2. Hitung nilai tegangan elastisitas (σ) menggunakan rumus:

σ = E × ΔL / L

σ = 210 x 10⁹ × 0,005 / 2

σ = 525 x 10⁶ Pa atau 525 MPa

Jadi, tegangan elastisitas yang terjadi pada kawat baja tersebut adalah 525 MPa.

4. FAQ (Frequently Asked Questions)

4.1. Apa itu tegangan elastisitas?

Tegangan elastisitas adalah suatu gaya tarik atau tekan yang diberikan pada sebuah benda yang dapat mengubah bentuk dari benda tersebut.

4.2. Apa yang mempengaruhi nilai tegangan elastisitas?

Nilai tegangan elastisitas dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu luas penampang atau cross-sectional area (A) dari benda, perubahan panjang atau deformasi (ΔL) dari benda, dan modulus elastisitas atau Young’s modulus (E) dari benda.

4.3. Bagaimana cara mengukur luas penampang atau cross-sectional area (A) dari benda?

4.4. Apa yang dimaksud dengan modulus elastisitas atau Young’s modulus (E) dari benda?

4.5. Bagaimana cara menghitung tegangan elastisitas?

Tegangan elastisitas dapat dihitung menggunakan rumus sederhana σ = F / A atau rumus σ = E × ΔL / L. Untuk menggunakan rumus tersebut, Anda perlu mengetahui nilai luas penampang atau cross-sectional area (A) dari benda, perubahan panjang atau deformasi (ΔL) dari benda, dan modulus elastisitas atau Young’s modulus (E) dari benda.

5. Kesimpulan

Dalam artikel ini, kita telah membahas tentang cara menghitung tegangan elastisitas. Tegangan elastisitas adalah suatu gaya yang diberikan pada sebuah benda yang dapat mengubah bentuk benda tersebut. Untuk menghitung tegangan elastisitas, Anda perlu mengetahui beberapa hal seperti luas penampang atau cross-sectional area (A) dari benda, perubahan panjang atau deformasi (ΔL) dari benda, dan modulus elastisitas atau Young’s modulus (E) dari benda.

Tegangan elastisitas dapat dihitung menggunakan rumus sederhana σ = F / A atau rumus σ = E × ΔL / L. Dalam menghitung tegangan elastisitas, pastikan Anda memasukkan nilai-nilai yang benar dan sesuai dengan kondisi benda yang diberikan gaya.