Rumus elastisitas fisika dan contoh soal elastisitas fisika – Metropro

Rumusrumus.com kali ini kita akan membahas tentang elastisitas dalam fisika dan besaran dalam elastisitas beserta contoh soalnya, untuk lebih jelasnya simak uraian dibawah ini.

Definisi elastisitas

Dalam fisika, elastisitas adalah kecenderungan suatu bahan padat untuk kembali ke bentuk semula setelah mengalami deformasi.

Benda padat akan berubah bentuk ketika gaya diterapkan padanya. Jika bahan bersifat elastis, benda akan kembali ke bentuk dan ukuran semula ketika gaya dihilangkan.

Alasan fisik untuk perilaku elastis mungkin berbeda untuk bahan yang berbeda. Dalam logam, kisi (kisi) atom berubah ukuran dan bentuk saat kerja diterapkan (energi ditambahkan) ke sistem).

Ketika daya dihilangkan, kisi kembali ke keadaan energi rendah aslinya. Untuk karet dan polimer lainnya, elastisitas disebabkan oleh peregangan rantai polimer saat kerja diterapkan.

Ukuran elastisitas fisik

A. Menekankan
Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada permukaan benda per satuan luas.
Rumus regangan elastis adalah:

B. suku
Regangan elastisitas adalah pertambahan panjang yang terjadi pada suatu benda akibat pengaruh gaya luar per panjang awal benda sebelum gaya luar bekerja padanya. Rumus regangan adalah:

Karena exposure adalah perbandingan dari 2 besaran yang serupa, maka exposure sama seperti koefisien (tanpa satuan).

C. kompresi
Kompresi hampir sama dengan peregangan. Bedanya pemuaian terjadi karena adanya gaya tarik menarik yang mendorong molekul benda ke arah luar, sedangkan pemampatan terjadi karena adanya gaya yang mendorong molekul benda ke arah dalam (kompresi).

D. Modulus Elastis (Modulus Young)
Definisi modulus Young adalah perbandingan antara tegangan dan regangan.
Rumusnya adalah:

Ketika Anda menulis rumus tegangan dan regangan, Anda mendapatkan persamaannya, yaitu

Hukum Hooke berbunyi

Jika pegas ditarik dengan gaya tanpa melebihi batas elastisnya, pegas akan mengerahkan gaya pemulih sebanding dengan perpindahan benda pada titik kesetimbangannya, tetapi berlawanan dengan arah gerak benda.

Secara matematis, hukum Hooke dinyatakan dengan rumus

Tanda negatif pada hukum Hooke berarti bahwa gaya pemulih pada pegas akan selalu berlawanan dengan arah defleksi pegas. Konstanta pegas (k) menyatakan bahwa ukuran kekakuan pegas. Pegas yang kaku memiliki nilai k yang besar, sedangkan pegas yang lunak memiliki nilai k yang kecil.

Hukum Hooke untuk susunan pegas

Pegas yang menerima gaya selalu mengalami pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang diberikan pada pegas. Bagaimana jika pegas yang memberikan daya berupa susunan pegas (lebih dari satu)? Macam-macam susunan pegas antara lain sebagai berikut.

Pengaturan seri musim semi

Pertambahan panjang pegas pada rangkaian tersebut merupakan penjumlahan dari pertambahan panjang kedua pegas. Kemudian dihitung konstanta pegas yang disusun secara seri:

Kemudian konstanta pegas dihitung secara seri:

Susunan paralel pegas

Gaya mg digunakan untuk menarik kedua pegas sampai pertambahan panjang kedua pegas sama.

Energi potensial pegas

Energi potensial pegas adalah kemampuan pegas untuk kembali ke bentuk semula.

Usaha yang dilakukan untuk menarik pegas atau energi potensial pegas kembali ke bentuk semula. Besarnya energi potensial pegas dihitung dalam langkah-langkah berikut.

Contoh soal elastisitas

Contoh soal 1.
Sebuah pegas memiliki sifat elastis dengan luas penampang 100 m2. Sebuah pegas ditarik dengan gaya 150 newton. apa ketegangan di musim semi?
Diketahui adalah:
J: 100 m2
F: 150 N
diminta:
S. . . ?
Menjawab:
σ: F/A
σ : 150 N / 100 m2
σ: 1,5 N/m2

Contoh soal 2.
Sebuah kawat memiliki panjang 100 cm dan ditarik dengan gaya 100 newton. maka panjangnya bertambah 10 cm. Tentukan beban kawat?
Diketahui adalah:
Tinggi: 100 cm
ΔL: 10 cm
F: 100N
diminta:
e. . . . ?
Menjawab:
e: sebuah
∆L / Lo
e: 10 cm / 100 cm
e: 0,1

Contoh soal 3.
Panjang pegas diketahui 25 cm. Sebuah balok bermassa 20 gram digantungkan pada sebuah pegas dan pegas tersebut diperpanjang 5 cm. Tentukan modulus elastisitas jika luas penampang pegas 100 cm2!
Diketahui adalah:
Tinggi: 25 cm
ΔL: 5 cm
m : 20 g : 0,02 kg
f: w: m. g : 0,02(10) : 0,2N
J: 100 cm: 0,01 m
diminta:
E. . . .?
Menjawab:
E: σ/e
E : (F/A) / (ΔL/Lo)
E: (0,2 N / 0,01 m2) / (5 cm / 25 cm )
E: (20 N/m2)/ (0,2)
E: 100 N/m2

Contoh soal 4.
Sebuah pegas memiliki panjang 20 cm. Jika modulus elastisitas pegas 40 N/m2 dan luas ketapel adalah 1 m2. Berapa gaya yang diperlukan untuk menambah panjang pegas sebesar 5 cm?
Diketahui adalah:
Tinggi: 20 cm
E: 40N/m2
dalam: 1m2
ΔL: 5 cm
diminta:
F . . . . ?
Menjawab:
E: σ/e
E : (F / A ) / (ΔL / Lo)
40 N/m2 : (P / 1 m2) / (5cm/20 cm)
40 N/m2 : (F/ 1 m2) / ¼
160 N/m2 : F/1 m2
F: 160 N

Contoh soal 5
Seutas kawat logam berdiameter 1,4 mm dan panjang 60 cm digantung dengan berat 100 gram. Panjang kawat bertambah 0,3 mm. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2, hitunglah:
A. tegangan,
B. terbebani, dan
C. modulus young dari bahan tersebut.

Penyelesaian:

Dikenal

d = 1,4 mm
r = 0,7 mm = 7 x 10-4m
m = 100 g = 0,1 kg
g = 9,8m/s2
ℓ0 = 60 cm = 0,6 m
∆ℓ = 0,3 mm = 3 x 10-4 mm

Diminta:
A. D
B. e
C. Y

Demikian pembahasan tentang elastisitas fisika semoga bermanfaat

Formula Terkait: