Elastisitas

Elastisitas

Elastisitas yaitu kemampuan suatu materi untuk berubah ukuran sesuai dengan besaran gaya yang diberikan. Setiap benda mempunyai sifat elastisitas yang beragam. Terdapat 2 fasa dalam diagram elastisitas bahan: lentur dan plastis.

Apabila gaya yang diberikan masih berada dalam batas kemampuan bahan, materi akan kembali ke bentuk semula sesudah gaya dihilangkan. Fasa tersebut dinamakan fasa elastis. Fasa lentur yaitu fasa saat korelasi antara besaran gaya dan perubahan bentuk masih linear.

Apabila gaya yang diberikan melebihi batas kemampuan bahan, materi akan kehilangan kemampuan untuk kembali ke bentuk semula sesudah gaya dihilangkan. Fasa plastis yaitu fasa saat perubahan ukuran materi telah menjadi permanen dan tidak sanggup kembali lagi.

Tegangan dan Regangan

Terdapat 3 cara perubahan bentuk materi menurut gaya yang diberikan: perpanjangan, pergeseran, dan pemampatan. Ketiga deformasi tersebut mempunyai kesamaan, yaitu bahwa gaya pendeformasi (stress) menghasilkan sebuah deformasi (strain). Gaya dan perubahan bentuk ketiga masalah berbeda, namun nilai mereka berdua proporsional satu dengan yang lain.

• Tegangan

Tegangan (σ) yaitu perbandingan antara gaya yang diberikan terhadap luas permukaan materi yang diberikan gaya. Secara matematis tegangan sanggup dirumuskan sebagai:

σ = F/A

• Regangan

Regangan (ε) yaitu perbandingan perubahan ukuran terhadap ukuran awal bahan. Setiap jenis perubahan bentuk mempunyai perumusan yang berbeda.

 ε = ΔL/L (perpanjangan)

 ε = Δx/L (pergeseran)

 ε = ΔV/V (pemampatan)

Modulus Elastisitas

Tegangan dan regangan mempunyai konstanta proporsionalitas. Konstanta proporsionalitas tersebut dikenal dengan istilah modulus elastisitas yang secara umum dirumuskan sebagai:

modulus = tegangan / regangan

Perpanjangan (1-D)

Perpanjangan yaitu masalah sederhana, yaitu perubahan dimensi yang sejajar dengan gaya yang sejajar terhadap dimensi bahan. Gaya yang diberikan tegak lurus terhadap luas permukaan bahan. Modulus untuk masalah perpanjangan disebut modulus Young (E) yang dirumuskan menjadi

E = σ/ε = (F/A) / (ΔL/L ) = FL/AΔL

Pergeseran (2-D)

Pada pergeseran, gaya diberikan pada bidang datar yang menghasilkan perubahan bentuk yang tegak lurus dengan panjang bahan. Modulus untuk masalah pergeseran disebut modulus geser (G) yang dirumuskan menjadi

G = (F/A) / (Δx/L )

Pemampatan (3-D)

Pemampatan dirumuskan sebagai berikut:  

        .

ilustrasi pemampatan sanggup dilihat pada gambar dibawah ini:

                                                            

  Ket:

1.         P   = Tekanan (Pa)

2.         B   = Modulus Bulk (N/m³)

3.         V   = Volume Benda (m³)

4.         ∆V = Perubahan Volume (m³)

Poisson Ratio

Poisson ratio dirumuskan sebagai berikut:

Ket:

Hubungan antara E, M, dan B

      

Ket:

1.         B =  Modulus Bulk (N/m³)

2.         E =  Modulus Young (N/m)

3.         V =  Poisson rasio

4.         M= Modulus Geser (N/m)

     

Share this post