ELASTISITAS

Dalam fisika, elastisitas adalah kecenderungan bahan padat untuk kembali ke bentuk aslinya setelah terdeformasi. Benda padat akan mengalami deformasi ketika gaya diaplikasikan padanya. Jika bahan tersebut elastis, benda tersebut akan kembali ke bentuk dan ukuran awalnya ketika gaya dihilangkan (wikipedia bahasa indonesia).

Sedangkan sifat benda yang tidak dapat kembali ke bentuk semula setelah terdeformasi disebut plastis, atau benda tidak bersifat elastis. Pada umumnya setiap benda yang mempunyai sifat elastis mempunyai jiga sipat plastis. Sebagai contoh sebuah pegas yang ditarik dengan sebuah gaya (F), maka pegas tersebut akan mengalami pertambahan panjang misalkan sebesar x. Hubungan besarnya gaya F dan pertambahan panjang x pada pegas tersebut dapat digambarkan pada grafik berikut:

Pada awalnya hubungan gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas membentuk grafik linier sampai batas linieritas dan Jika gaya yang bekerja pada pegas tersebut terus ditambah, maka grafik mulai tidak linier tetapi pegas masih bersifat elastis sampai mencapai batas elastisitas. Jika terus gaya yang bekerja ditambah, maka pegas akan terus bertambah panjang tetapi pegas sudah tida elastis lagi (sudah bersifat plastis). Seterusnya jika pada keadaan plastis ini terus ditambah gayanya, maka akan sampai di titik patah artinya pegas sudahj tidak mampu lagi menahan gaya yang bekerja.

Tegangan, Regangan dan Modulus Elastisitas

Pada setiap perubahan oleh sebuah gaya, benda memiliki besaran yang menunjukkan kekuatan atau besarnya gaya yang menyebabkan perubahan tersebut, yang disebut tegangan (stress). Tegangan didefinisikan sebagai besarnya gaya yang bekerja pada setiap luas permukaan benda, yang secara matematis dirumuskan:

Keterangan:

s = tegangan (N/m²)

F = gaya (N)

A = luas permukan benda (m²)

Ketika sebuah benda dengan panjang L₀ kemudian ditarik dengan gaya F searah panjang benda tersebut, sehingga benda merentang dan mengalami pertambahan panjang misalkan sebesar DL seperti gambar di bawah:

Maka, benda tersebut memiliki nilai regangan (strain) yang besarnya merupakan perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang awal benda tersebut saat mengalami deformasi akibat sebuah gaya. Secara matematis regangan dirumuskan:

Keterangan:

e = regangan (tidak memiliki satuan)

DL = pertambahan panjang (m)

L₀= panjang awal benda (m)

Berdsarkan hasil eksperimen, besarnya tegangan yang terjadi pada suatu benda akibat sebuah gaya yang bekerja pada benda tersebut, besarnya selalu sebanding lurus dengan besar regangan yang dialami benda tersebut;

Pada persamaan di atas E adalah konstanta pembanding yang sering disebut dengan nilai Modulus Elastisitas atau Modulus Young. Dimana modulus Young didefinisikan sebagai angka yang digunakan untuk mengukur objek atau ketahanan bahan untuk mengalami deformasi elastis ketika gaya diterapkan pada benda itu (wikipedia bahasa indonesia)

Besar modulus Young dirumuskan:

Keterangan:

E = modulus Young (N/m²)

F = gaya (N)

A = luas permukaan benda (m²)

DL = pertambahan panjang (m)

L₀= panjang awal benda (m)

Suatu benda jika memiliki nilai modulus Young sangat besar, maka benda tersebut semakin sulit untuk direntangkan. Dan sebaliknya jika memiliki nilai modulus Young kecil, maka benda tersebut akan mudah untuk direntangkan. Berikut ini nilai modulus Young untuk beberapa bahan zat padat: