Halo Greaters, apakah kamu sering mendengar kata elastisitas? Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas apa itu elastisitas serta mengenali materi-materi dasarnya. Istilah elastisitas mungkin sudah tidak asing lagi di telinga kita sehari-hari. Dalam mata pelajaran ekonomi, mungkin kamu sudah mengenal elastisitas tetapi, elastisitas dalam ilmu fisika tentu berbeda dengan elastisitas ilmu ekonomi. Nah, untuk mengenal apa sebenarnya itu elastisitas. Yuk! Simak ulasannya berikut ini!

Definisi Elastisitas

Di dalam ilmu fisika, elastisitas adalah kecenderungan sebuah bahan padat untuk kembali ke dalam bentuk semula setelah terdeformasi. Benda padat akan mengalami deformasi ketika gaya diterapkan pada benda. Apabila bahan bersifat elastis, maka benda itu akan kembali ke bentuk atau ukuran semula saat gaya dihilangkan. Alasan fisika untuk sifat elastis bisa berbeda karena bahan yang berbeda-beda. Untuk logam, kisi/lattice atom berubah ukuran dan bentuknya ketika kerja diterapkan atau energinya ditambahkan pada sistem. Ketika gaya dihilangkan, kisi-kisi kembali ke kondisi energi semula yang lebih rendah. Sedangkan, untuk karet dan polimer lainnya, elastisitas ditimbulkan dengan peregangan rantai polimer ketika kerja diterapkan.

Besaran-Besaran Elastisitas dalam Fisika

a. Tegangan/Stress

Sumber : Dutafisika.wordpress.com

Tegangan atau stress adalah besarnya gaya yang bekerja pada permukaan benda persatuan luas. Rumus tegangan elastisitas:

σ = F/A

Keterangan: 

F = besar gaya tekan/tarik (N)

A = luas penampang (m²)

σ = tegangan (N/m²)

b. Regangan/strain

Sumber : Dutafisika.wordpress.com

Regangan adalah pertambahan panjang pada benda karena pengaruh gaya luar per panjang awal benda itu sebelum gaya luar bekerja pada benda. 

Rumus regangan elastisitas:

ε = ΔX/X

Keterangan :

ε = regangan strain (tanpa satuan)

ΔX = pertambahan panjang (m)

X = panjang semula (m)

c. Mampatan

Mampatan hampir sama dengan regangan. Mampatan merupakan perubahan bentuk yang terjadi pada benda bila dua buah gaya yang berlawanan arah dipakaikan pada setiap ujung benda.

d. Modulus Elastis (Modulus Young)

Arti dari modulus young adalah perbandingan antara tegangan dan regangan. Rumusnya yaitu:

E = σ/ε

E = modulus young (N/m² atau pascall) 

Konsep Hukum Hooke dan Elastisitas

Sumber : Pelitahijau.blogspot.com

Hukum Hooke berbunyi, apabila pegas ditarik dengan sebuah gaya tanpa melewati batas elastisitasnya, pegas akan bekerja sebagai gaya pemulih yang berbanding lurus dengan simpangan benda tetapi, memiliki arah yang berlawanan dengan arah gerak benda. Jika gaya yang ditempatkan melampaui batas elastisitas, maka benda tidak bisa kembali lagi ke bentuk awal dan apabila gaya yang ditempatkan berjumlah makin besar maka benda bisa rusak. Dapat dikatakan bahwa, hukum Hooke hanya  berlaku sampai batas elastisitas, tidak lebih.

Dari penjelasan di atas, dapat diambil kesimpulan bahwa konsep hukum Hooke ini membahas tentang hubungan antara gaya yang diberikan untuk sebuah pegas dipandang dari pertambahan panjang yang terjadi pada pegas tersebut. Besar perbandingan antara gaya dan pertambahan panjang pegas adalah konstan/tetap. Secara matematis, hukum Hooke dinyatakan dengan rumus:

F = -k × Δx

Keterangan:

F   = Gaya luar yang diberikan (N)

k   = Konstanta pegas (N/m)

Δx = Pertambahan panjang pegas dari posisi semula (m)

Tanda negatif dalam hukum Hooke mempunyai arti gaya pemulih pada pegas akan terus berlawanan dengan arah simpangan pegas. Tetapan pegas (k) menyatakan bahwa ukuran besarnya kekakuan pada pegas. Semakin kaku pegas maka, nilai k pun akan semakin besar. Sedangkan pegas yang lunak, sudah pasti memiliki nilai k yang kecil.

Contoh Soal dan Pembahasan Elastisitas

Soal 1

Sebuah pegas mempunyai sifat elastis dengan luas penampamg 1000 m². Jika pegas ditarik dengan gaya 1200 Newton. Berapakah nilai tegangan yang dialami pegas?

Pembahasan

Diketahui :

A = 1000 m²

F : 1200 N

Ditanya : σ . . . ?

Jawab:

σ = F/A

σ = 1200 N / 1000 m²

σ : 1,2 N/m²

Soal 2

Sebuah kawat mempunyai panjang 200 cm dan ditarik dengan gaya 200 Newton. kemudian bertambah panjang 20 cm. Tentukanlah regangan kawat?

Pembahasan

Diketahui :

X : 200 cm

ΔX = 20 cm

F : 100N

Ditanya :

ε . . . ?

Jawab :

ε = ΔX/X

ε = 20 cm / 200 cm

ε  = 0.1

Nah Greaters, sekian beberapa ulasan mengenai materi dasar elastisitas dalam Ilmu Fisika yang patut kita kenali. Materi ini sangat berguna terutama bagi kalian yang menempati bangku sekolah atau bahkan yang duduk di bangku kuliah. Oleh karena itu, sebelum masuk ke bahasan lebih dalam, alangkah baiknya kamu mengetahui materi dasarnya terlebih dahulu. Semoga artikel ini membawa banyak manfaat. Selamat menuntut ilmu!

Sumber gambar utama : Intisari.grid.id
Penulis : Prokonten

Baca juga Materi Dinamika Partikel dan Hukum Newton dalam Fisika