Elastisitas Pegas (Stress, Strain, Modulus of Elasticity)

BELAJAR MANDIRI DARI RUMAH

KELAS XI MIPA

A. PENDAHULUAN

Pokok bahasan elastisitas dan hukum Hooke akan membahas perubahan bentuk benda apabila dikenai gaya atau diberi beban. Benda yang mengalami perubahan bentuk setelah dikenai gaya disebut benda plastis. Adapun benda elastis akan kembali ke bentuk semula segera setelah gaya yang diberikan kepadanya  dihilangkan. Pada dasarnya, setiap benda memiliki sifat elastis. Benda akan berubah bentuk secara permanen apabila gaya yang diberikan melebihi batas elastisnya. Karakteristik tiap-tiap bahan ditentukan oleh modulus elastisitasnya. Jadi, dalam bab ini akan dibahas dengan tuntas mengenai benda-benda elastis dan benda plastis, modulus elastisitas, serta hukum Hooke.

B. KOMPETENSI DASAR

3.2 Menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari.

C. TUJUAN PEMBELAJARAN

Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari bab ini siswa mampu: 1. Menjelaskan benda elastis dan benda plastis melalui penyelidikan; 2. Mendiskusikan sifat elastisitas benda meliputi tegangan, regangan, dan modulus elastisitas.

D. KEGIATAN BELAJAR MANDIRI DARI RUMAH

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 

MARI BEREKSPLORASI

Bagaimana kondisi karet gelang dan benang jahit ketika diberi gaya tarikan. Apa yang terjadi pada fisik kedua benda itu? (Praktekkan)

Tonton juga : 6 Kecerdasan Baru yang harus kalian kuasai di Era New Normal

Elastisitas adalah : Kecenderungan pada suatu benda untuk berubah dalam bentuk baik panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan atau menariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk benda kembali seperti semula.

Tegangan Sress)

Tegangan adalah “ Perbandingan antara gaya tarik yang bekerja terhadap luas penampang benda”. Tegangan dinotasikan dengan (sigma), satunnya N/m². Bentuk awal benda sebelum diberi gaya seperti gambar dibawah ini!

Bentuk benda tertegang setelah diberi gaya pada bidang A. Secara matematika konsep Tegangan (Stress) dituliskan :

Contoh penggunaan konsep Tegangan (Stress):
Sebuah kawat yang panjangnya 2 m dan luas penampang 5 mm² ditarik gaya 10 N. Tentukan besar tegangan yang terjadi pada kawat.

PENGAYAAN

Sebuah kawat yang panjangnya 0,5 m dan luas penampang 4 mm² ditarik gaya 12 N. Tentukan besar tegangan yang terjadi pada kawat.

KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 

Regangan (Strain)

Regangan adalah “Perbandingan antara pertambahan panjang terhadap panjang mula-mula” Regangan dinotasikan dengan e dan tidak mempunyai satuan. Secara matematika konsep Regangan (Strain) dituliskan:

Contoh penggunaan konsep Regangan (Strain): 
Sebuah kawat panjangnya 100 cm ditarik dengan gaya 12 N, sehingga panjang kawat menjadi 112 cm. Tentukan regangan yang dihasilkan kawat.

Pembahasan :

PENGAYAAN

Sebuah kawat panjangnya 100 cm ditarik dengan gaya 20 N, sehingga panjang kawat menjadi 118 cm. Tentukan regangan yang dihasilkan kawat.

KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 

Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas (E) adalah “ Perbandingan antara tegangan dan regangan dari suatu benda “. Modulus elastisitas dilambangkan dengan E dan satuannya N/m². Modulus elastisitas disebut juga Modulus Young.  Secara Matematis konsep Modulus Elastisitas :

PENGAYAAN: Temukan persamaan yang ada di dalam kotak!

Contoh konsep Modulus Elastisitas :
Seutas kawat luas penampangnya 4 mm² ditarik oleh gaya 3,2 N sehingga kawat tersebut mengalami pertambahan panjang sebesar 0,04  cm. Jika panjang kawat pada mulanya 80 cm, tentukan Modulus Young kawat tersebut. 

PENGAYAAN

Kawat dengan panjang 2 meter dan luas penampang 1 mm² digunakan untuk menggantung beban seberat 200 N sehingga menyebabkan kawat bertambah panjang menjadi 2,004 m. Nilai tegangan, regangan dan Modulus Young kawat tersebut adalah...

A. 2×10⁸ Nm⁻²; 0,001; 10¹³ Nm⁻² 

B. 2×10⁸ Nm⁻²; 0,002; 10¹¹ Nm⁻² 

C. 2×10⁸ Nm⁻²; 0,001; 10¹⁰ Nm⁻² 

D. 2×10⁸ Nm⁻²; 0,002; 10¹² Nm⁻² 

E. 2×10⁸ Nm⁻²; 0,001; 10¹¹Nm⁻²