Issuu on Google+

PENGARUH GAYA PADA SIFAT ELASTISITAS BAHAN SMA Kelas XI Semester 1

Ikhlas berbagi rela memberi

Standar Kompetensi 1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik

Kompetensi Dasar 1.3 Menganalisis pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan

Ikhlas berbagi rela memberi

Indikator • Mendeskripsikan karakteristik gaya pada benda elastis berdasarkan data percobaan (grafik) • Mengidentifikasi modulus elastisitas dan konstanta gaya • Membandingkan tetapan gaya berdasarkan data pengamatan • Menganalisis susunan pegas seri dan paralel

Ikhlas berbagi rela memberi

Pendahuluan

Apabila gaya yang diterapkan terhadap suatu bahan dihilangkan, bahan tersebut akan kembali ke bentuknya semula, contohnya pegas dan karet. Ada juga benda yang mengalami bentuk secara permanen jika dikenai gaya, contohnya tanah liat dan lilin. Untuk membedakan karakteristik kedua jenis benda ini, benda dikatakan memiliki sifat elastis Ikhlas berbagi rela memberi

Elastisitas

Untuk memahami elastisitas benda dapat dilakukan percobaan menggunakan pegas. Jika hasil yang diperoleh digambarkan dalam bentuk grafik antara gaya berat benda (F) dengan pertambahan panjang pegas (x), akan tampak pada grafik berikut Ikhlas berbagi rela memberi

Gaya F

Batas elastisitas

Batas linearitas

C

Titik patah

B A Daerah elastis

0

Daerah plastis

Pertambahan panjang x

Dari grafik: •Garis lurus 0 – A : F sebanding dengan x •Garis A – B : batas linearitas pegas •Garis 0 – B : daerah elastis •Garis B – C : daerah plastis Ikhlas berbagi rela memberi

Tegangan dan Regangan Ada tiga jenis perubahan bentuk benda: rentangan, mampatan, dan geseran rentangan

mampatan

geseran

Perubahan bentuk benda terjadi karena gaya yang bekerja pada benda, disebut tegangan. Tegangan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas

F σ= A

F = gaya (N) A = luas (m2) σ = Tegangan (N/m2)

Jika benda diberi gaya, akan mengalami perubaha panjang. Perbandingan perubahan panjang mula-mula dengan panjang benda disebut regangan

∆L ε= L0

∆L= perubahan panjang (m) L = panjang mula-mula (m) ε = regangan Ikhlas berbagi rela memberi

Modulus Modulus (E) merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan

E=

σ ε

Pada benda elastis, dikenal sebagai modulus Young

σ Y= = ε

F ∆L

A L0

F .L0 Y= A.∆L

Ikhlas berbagi rela memberi

Hukum Hooke Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dengan pertambahan panjang pegas pada daerah elastis pegas.

F =kx

Fp = − F Fp = − k x

F = gaya pada pegas (N) x = pertambahan panjang (m) k = tetapan pegas (N/m)

Berdasarkan Hukum III Newton (aksi-reaksi), pegas akan mengadakan gaya yang besarnya sama tetapi arah berlawanan Fp = gaya pegas

Ikhlas berbagi rela memberi

Perbandingan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang pegas (x) merupakan garis lurus (k), seperti pada grafik F

k

x

Ikhlas berbagi rela memberi

Susunan Pegas Untuk memperoleh konstanta pegas sesuai yang diinginkan, pegas dapat disusun seri, paralel, dan seri-paralel (campuran)

Ikhlas berbagi rela memberi

Pada susunan pegas seri, gaya tarik yang dialami pegas sama besar

F1 = F2 = F3 = ... = Fseri x1 + x2 + x3 + ... = xseri F F =kx → x= k F F =kx → x= k

xs = x1 + x2 + x3 + ... Fs F1 F2 F3 = + + + ... k s k1 k 2 k3 1 1 1 1 = + + + ... k s k1 k 2 k3 Ikhlas berbagi rela memberi

Pada susunan pegas paralel, gaya pegas sama dengan jumlah gaya masing-masing pegas

F1 + F2 + F3 + ... = Fparalel x1 = x2 = x3 = ... = x paralel Fp = F1 + F2 + F3 + ... k p x p = k1 x1 + k 2 x2 + k3 x3 + ... k p = k1 + k 2 + k3 + ... Pada susunan pegas seri-parelel, konstanta pegas diperoleh dengan mengkombinasikan susunan pegas seri dengen susunan pegas paralel Ikhlas berbagi rela memberi

Contoh Soal

1. Kawat piano dari baja panjangnya 1,6 m dengan diameter 0,2 cm dan modulus Young 2 x 1011 N/m2. Ketika dikencangkan kawat meregang 0,3 cm. besarnya gaya yang diberikan.... N

A 1.177 B 1.177,5 C 1.771,5 D

1.777,5

E

1.788,5

Benar!! Salah

Ikhlas berbagi rela memberi

No. 2

2. Sebuah pegas yang panjangnya 15 cm digantungkan vertikal. Jika diberikan gaya 0,5 N, panjang pegas menjadi 25 cm. panjang pegas jika diregangkan oleh gaya 0,6 N adalah.... m

A 5 B

12

C 15

Benar!! Salah

D 27 E

No. 3

54 Ikhlas berbagi rela memberi

3. Tiga buah pegas identik dengan konstanta gaya 300 N/m disusun seperti gambar. Jika pegas diberi beban bermassa 6 kg, pertambahan panjang masing-masing pegas.... m (g = 10 m/s2)

A 0,1 dan 0,1 B

0,1 dan 0,3

C 0,2 dan 0,1 D 0,1 dan 0,2 E

0,2 dan 0,2

Benar!! Salah

Ikhlas berbagi rela memberi

No. 4

4. Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut: Dapat disimpulkan pegas memiliki tetapan pegas sebesar ... N/m

A 800 B

80

C 8

Perc.

F (N)

∆x (cm)

1

88

11

2

64

8

3

40

5

F = gaya beban pegas ∆x = pertambahan panjang pegas

A 0,8 E

0,08

Benar!! Salah Ikhlas berbagi rela memberi

Referensi – Sumber Pustaka • • • • • •

Giancoli, Douglas C. 1998. PHYSICS Fifth Edition. Printice-Hall, Inc. Tipller, Paul A. 1991. PHYSICS for Scientists and Engineers. Worth Publisher, Inc. Muliana, I Wayan, dkk. 2007. FISIKA untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: PT Perca. Supiyanto. 2007. FISIKA SMA Kelas XI. Jakarta: PhiBeta. Umar, Efrizon. 2007. FISIKA dan Kecakapan Hidup SMA Kelas XI. Bandung: Ganeca Exact. Crowell, Benjamin. 2006. LIGHT and MATTER ed. 2.2. taken from www.lightandmatter.com

Ikhlas berbagi rela memberi

Referensi – Sumber Gambar • • • • • • • • •

http://www.koran-jakarta.com/ http://www.mediafisika.com/ http://www.orioncoat.com/ http://www.lowesracing.com/ http://physicslearning.colorado.edu/ http://myweb.dal.ca/ http://www.educomputacion.cl/ http://www.wikimedia.org/ http://sprucefir.files.wordpress.com/

Ikhlas berbagi rela memberi

Disusun oleh: I WAYAN MULIANA, S.Pd. E-mail: why.mulia@gmail.com Blog: http://bliwayan.wordpress.com/ SMA NEGERI 1 PALANGKA RAYA

Editor/Review :

Ikhlas berbagi rela memberi


Bahan Ajar Elastisitas