Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Elastisitas : Pengertian - Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata

 

Elastisitas

Mulai Tugas 9

Pengertian elastisitas

1.    Benda  elastis adalah  benda yang dapat kembali ke  bentuk semula  setelah  gaya  yang mengubah bentuk benda  dihilangkan.

  Contoh : pegas baja (spiral) , karet , tembaga,  dan beberapa logam strains kecil.

2.    Benda plastis adalah benda yang tidak dapat Kembali  ke  bentuk semula  setelah gaya  yang mengubah   bentuk benda dihilangkan.

Contoh : nilon, plastisin, kayu dll

 

Gaya pegas  (Hukum Hooke)

Rumus :

                         F = k ∆x

Keterangan :

k = konstanta pegas (N/m)

∆x = pertambahan / pengurangan panjang (m)


 Tegangan (stress) dan regangan  (strain)

Tegangan (𝛔 )

Tegangan adalah Gaya yang bekerja pada satu satuan luas penampang  bahan.

Rumus :

L = Lo+ ∆L

keterangan

σ = Tegangan (N/m2)  atau (Pa)

F = gaya (N)

A = luas penampang (m2)

 

Regangan ( e )

Regangan adalah Pertambahan  panjang untuk tiap satuan panjang.

Rumus 

keterangan :

e = regangan

L = pertambahan / pengurangan panjang (m)

Lo = panjang benda mula – mula (m)

 

Bunyi hukum Hooke :

Perbandingan antara σ  dan e  adalah konstanta

Konstanta ini kemudian dikenal sebagai modulus young ( E )

Rumus :

Keterangan

F = modulus young (N/m2) atau Pa

A = luas penampang  benda (m2)

 

Soal

1.    Selembar busa yang cukup  tebal jika  ditekan dengan gaya 100 N tebalnya  berkurang 2 cm Berapa besar gaya penekanan  yang dibutuhkan supaya tebalnya  berkurang sebesar 5 cm.

2.    Sebuah batang baja dengan luas penampang 6 mm2  dan panjangnya 40  cm ditarik dengan gaya  300 N. Jika modulus elastisitas baja 2.1011 N/m2  hitunglah

a.    Tegangan baja  (σ)

b.    Regangan baja (e)

c.    Pertambahan panjang baja (L)


3.    Panjang tali raket mula – mula 30 cm dengan diameter  1,4 mm. Bila tali ditarik   dengan gaya  250 N  dan modulus  young 5.109 N/m2. Tentukan pertambahan panjang tali.

4.    Kawat dengan luas penampang  4 mm2 diregangkan dengan gaya 3,2 N  sehingga bertambah  panjang 0, 03 m.  Hitunglah   nilai tegangan  kawat tersebut.

5.    Dua kawat A  dan B  sama panjang  diameternya  1: 4. Masing masing  ditarik oleh gaya F  sehingga mengalami pertambahan panjang dengan perbandingan 3 : 2. Tentukan perbandingan  modulus  young kawat A  dibanding dengan kawat B.

6.    Besarnya tegangan yang dilakukan pada benda adalah 4. 105 N/m2. Jika Panjang benda 5 meter dan modulus young 2 . 108 N/m2.. tentukan pertambahan panjang benda.

7.    Dalam suatu percobaan diperoleh data gaya dan pertambahan Panjang sebuah pegas seperti table di bawah. Tentukan :

a.    Besar konstanta pegas

b.    Jika nilai gaya 10 N, tentukan pertambahan Panjang pegas

Energi Potensial Pegas (Ep)

Rumus

Ep = ½ k (∆x)2

Atau

Ep = ½ F ∆x 

 

Usaha (W)

W = EP1 – EP0

W = ½ k [(∆x1)2 - (∆x0)2 ]

Jika tidak diketahui  ∆x0 = 0, Artinya benda mula-mula dalam keadaan diam

Keterangan

Ep = energi potensial  pegas (J)

W = Usaha (J)

 

Contoh soal :

1.  Grafik di bawah menunjukkan pertambahan Panjang (x ) suatu pegas karena pengaruh gaya F , energi potensial pada gaya 40 N, 80N dan 120 N adalah…..


2.     Sebuah pegas mempunyai konstanta gaya sebesar 500 N/m. jika pada pegas digantungkan sebuah beban yang massanya 4 kg. berapa besarnya usaha yang dilakukan beban terhadap pegas ( g = 10 m/s2 ).


3.     Sebuah pegas tanpa beban panjangnya 40 cm. pada pegas diberikan beban 2 kg sehingga panjangnya menjadi 45 cm. kemudian pegas ditarik lagi dengan gaya F sehingga Panjang pegas menjadi 50 cm. tentukan :

a.    Energi potensial elastis pegas

b.    Energi potensial elastis sistem

Soal – soal ( Kerjakan )

1.    Selembar busa yang cukup  tebal jika  ditekan dengan gaya 400 N tebalnya  berkurang 4 cm Berapa besar gaya penekanan  yang dibutuhkan supaya tebalnya  berkurang sebesar 5 cm.

2.    Sebuah batang baja dengan luas penampang 8 mm2  dan panjangnya 50  cm ditarik dengan gaya  200 N. Jika modulus elastisitas baja 2.1010 N/m2  hitunglah

a.    Tegangan baja  (σ)

b.    Regangan baja (e)

c.    Pertambahan panjang baja (L)

3.    Panjang tali raket mula – mula 20 cm dengan diameter  0,5 mm. Bila tali ditarik   dengan gaya  100 N  dan modulus  young 4.1010 N/m2. Tentukan pertambahan panjang tali

4.    Kawat dengan luas penampang  5 mm2 diregangkan dengan gaya 4,5 N  sehingga bertambah  panjang 0, 04 m.  Hitunglah   nilai tegangan  kawat tersebut.

5.    Dua kawat A  dan B  sama panjang  diameternya  2: 5. Masing masing  ditarik oleh gaya F  sehingga mengalami pertambahan panjang dengan perbandingan 4 : 1. Tentukan perbandingan  modulus  young kawat A  disbanding dengan kawat B.

6.    Besarnya tegangan yang dilakukan pada benda adalah 1,2. 105 N/m2. Jika Panjang benda 4 meter dan modulus young 5 . 109 N/m2.. tentukan pertambahan panjang benda.

7.    Dalam suatu percobaan diperoleh data gaya dan pertambahan Panjang sebuah pegas seperti tabel di bawah. Tentukan :

a.      Besar konstanta pegas

b.      Jika nilai gaya 250 N, tentukan pertambahan Panjang pegas

1.    Grafik di bawah menunjukkan pertambahan Panjang (x ) suatu pegas karena pengaruh gaya F energi potensial pada gaya 60 N, 120N dan 180 N adalah…..

 


2.     Sebah pegas mempunyai konstanta gaya sebesar 800 N/mjika pada pegas digantungkan sebuah beban yang massanya 5 kg. berapa besarnya usaha yang dilakukan beban terhadap pegas ( g = 10 m/s2).

3.     Sebuah pegas tanpa beban panjangnya 30 cm. pada pegas diberikan beban 4 kg sehingga panjangnya menjadi 35 cm. kemudian pegas ditarik lagi dengan gaya F sehingga Panjang pegas menjadi 40 cm. tentukan :

a.    Energi potensial elastis pegas

b.    Energi potensial elastis sistem

batas akhir tugas 9 


 mulai tugas 10

 Susunan Pegas

Ø Susunan Paralel

kp = k1 + k2 + k3 + ….+ kn

kp = konstanta  pegas  setelah diparalel  (N/m)

Gaya berat ( w ) atau ( F )

w = mg   atau   F = mg

Ø Susunan Seri

Rumus :

Ks = konstanta pegas  setelah di seri  (N/m).

Gaya berat ( w ) atau ( F )

w = mg   atau   F = mg

Soal

1.    Diketahui soal seperti di bawah

k1 = 6 N/m

k2 = k3 = 5 N/m

k4 = k5 = 4 N/m

k6 = 12 N/m

Tentukan  konstanta pegas  pengganti (konstanta  total pegas )

2.  Diketahui seperti pada gambar di bawah ini 

Jika k1 = k2 = k3 = k4 = k5 = k6 = k

Tentukan perbandingan konstanta I  dan  dengan konstanta II




3.     Tiga pegas disusun seperti gambar di bawah. Jika konstanta pegas  k = 100 N/m dan susunan pegas tersebut digantungkan beban 800 gram. Tentukan pertambahan Panjang susunan pegas.

4.     Empat buah pegas identic masing-masing mempunyai konstanta elastisitas 2000 N/m disusun seperti terlihat pada gambar. Beban w yang digantung menyebabkan system pegas menyebabkan system pegas mengalami pertambahan Panjang secara keseluruhan sebesar 4 cm . tentukan berat beban w.


5.     Jika massa beban 500 gram digantungkan pada ujung bawah system pegas dengan k = 400 N/m.  apabila g = 10 m/s2, tentukan energi potensial elastis system pegas.


6.     Sebuah pegas panjangnya 50 cm. bila diberi gaya sebesar 300 N pegas bertambah Panjang 6 cm. kemudian pegas dipotong jadi 2 bagian  yang sama kemudian diparalelkan. Berapa besar usaha yang dibutuhkan supaya pegas pegas tetap bertambah Panjang 6 cm saat dipasang parallel.


7.     Dua pegas identic jika terpasang parallel dibutuhkan usaha sebesar W untuk menarik pegas supaya bertambah Panjang sebesar x. kemudian kedua pegas dipasang seri . berapa usaha yang dibutuhkan supaya pegas tertekan sebesar 4x.


8.     Tiga buah pegas identic D, E dan F di pasang seperti gambar di bawah. Jika ujung pegas F digantung beban 2 kg maka system akan mengalami pertambahan Panjang 0,4 cm. tentukan konstanta masing-masing pegas.


9.     Tiga buah pegas identic disusun seperti pada gambar. Jika beban 400 gram di gantung diujung pegas 2k, pegas akan bertambah Panjang 5 cm. tentukan besar konstanta seluruh pegas.

 



Soal-soal ( kerjakan )

1.    Diketahui soal seperti di bawah

k1 = k2 = k3 =  50 N/m

k4 = k5 = 75 N/m

k6 = 50 N/m

Tentukan  konstanta pegas  pengganti (konstanta  total pegas )

2.  Diketahui seperti pada gambar di bawah ini 

Jika k1 = k2 = k3 = k4 = k5 = k6 = 2k

Tentukan perbandingan konstanta I  dan  dengan konstanta II

3.     Tiga pegas disusun seperti gambar di bawah. Jika konstanta pegas  k = 200 N/m dan susunan pegas tersebut digantungkan beban 400 gram. Tentukan pertambahan Panjang susunan pegas.

4.     Empat buah pegas identic masing-masing mempunyai konstanta elastisitas 2500 N/m disusun seperti terlihat pada gambar. Beban w yang digantung menyebabkan system pegas menyebabkan system pegas mengalami pertambahan Panjang secara keseluruhan sebesar 8 cm . tentukan berat beban w.

5.     Jika massa beban 800 gram digantungkan pada ujung bawah system pegas dengan k = 500 N/m.  apabila g = 10 m/s2, tentukan energi potensial elastis system pegas.

6.     Sebuah pegas panjangnya 40 cm. bila diberi gaya sebesar 200 N pegas bertambah Panjang 5 cm. kemudian pegas dipotong jadi 2 bagian  yang sama kemudian diparalelkan. Berapa besar usaha yang dibutuhkan supaya pegas pegas tetap bertambah Panjang 5 cm saat dipasang parallel.

7.     Dua pegas identic jika terpasang parallel dibutuhkan usaha sebesar W untuk menarik pegas supaya bertambah Panjang sebesar x. kemudian kedua pegas dipasang seri . berapa usaha yang dibutuhkan supaya pegas tertekan sebesar 5x.

8.     Tiga buah pegas identic D, E dan F di pasang seperti gambar di bawah. Jika ujung pegas F digantung beban 500 gram maka system akan mengalami pertambahan Panjang 2 cm. tentukan konstanta masing-masing pegas.

9.     Tiga buah pegas identic disusun seperti pada gambar. Jika beban 800 gram di gantung diujung pegas 2k, pegas akan bertambah Panjang 4 cm. tentukan besar konstanta seluruh pegas.


batas akhir tugas 10

























 

Post a Comment for "Elastisitas : Pengertian - Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata"