Ikhlas berbagi rela memberi
PENGARUH GAYA PADA SIFAT
ELASTISITAS BAHAN
PENGARUH GAYA PADA SIFAT
ELASTISITAS BAHAN
SMAKelas 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
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
0 Pertambahan panjang x
Batas elastisitasBatas
linearitas
Daerah elastis
Daerah plastis
Gay
a F Titik
patah
A
B
C
Ikhlas berbagi rela memberi
Tegangan dan ReganganAda tiga jenis perubahan bentuk benda: rentangan, mampatan, dan geseran
Perubahan bentuk benda terjadi karena gaya yang bekerja pada benda, disebut tegangan.Tegangan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas
Jika benda diberi gaya, akan mengalami perubaha panjang. Perbandingan perubahan panjang mula-mula dengan panjang benda disebut regangan
A
F
F = gaya (N)A = luas (m2) = Tegangan (N/m2)
0L
L L= perubahan panjang (m)
L = panjang mula-mula (m) = regangan
rentangan mampatan geseran
Ikhlas berbagi rela memberi
ModulusModulus (E) merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan
Pada benda elastis, dikenal sebagai modulus Young
E
0LL
AF
Y
LA
LFY
.
. 0
Ikhlas berbagi rela memberi
Hukum HookeHukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dengan pertambahan panjang pegas pada daerah elastis pegas.
Berdasarkan Hukum III Newton (aksi-reaksi), pegas akan mengadakan gaya yang besarnya sama tetapi arah berlawanan
xkF
xkF
FF
p
p
F = gaya pada pegas (N)x = pertambahan panjang (m)k = tetapan pegas (N/m)
Fp = gaya pegas
Ikhlas berbagi rela memberi
Perbandingan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang pegas (x) merupakan garis lurus (k), seperti pada grafik
F
x
k
Ikhlas berbagi rela memberi
Susunan PegasUntuk 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
seriFFFF ...321
serixxxx ...321
k
FxxkF
k
FxxkF
...3
3
2
2
1
1 k
F
k
F
k
F
k
F
s
s
...321 xxxxs
...1111
321
kkkks
Ikhlas berbagi rela memberi
Pada susunan pegas paralel, gaya pegas sama dengan jumlah gaya masing-masing pegas
Pada susunan pegas seri-parelel, konstanta pegas diperoleh dengan mengkombinasikan susunan pegas seri dengen susunan pegas paralel
paralelFFFF ...321
paralelxxxx ...321
...321 FFFFp
...332211 xkxkxkxk pp
...321 kkkk p
Ikhlas berbagi rela memberi
Contoh Soal1. 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
1.177
1.777,5
1.771,5
1.177,5
A
D
C
B
Salah !Salah !SalahBenar!
1.788,5E
Salah
No. 2No. 2
Ikhlas berbagi rela memberi
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
5
12
15
27
A
B
C
D
Salah !Salah !SalahBenar!
54E
Salah
No. No. 33
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)
0,1 dan 0,1
0,1 dan 0,3
0,2 dan 0,1
0,1 dan 0,2
A
B
C
D
Salah !Salah !SalahBenar!0,2 dan 0,2E Salah No. No. 44
Ikhlas berbagi rela memberi
4. Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut:
Dapat disimpulkan pegas memiliki tetapan pegas sebesar ... N/m
0,8
80
8
800
A
B
C
A
Salah !Salah !SalahBenar!0,08E Salah
Perc. F (N) x (cm)
1 88 11
2 64 8
3 40 5
F = gaya beban pegasx = pertambahan panjang pegas
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: [email protected]
Blog: http://bliwayan.wordpress.com/
SMA NEGERI 1 PALANGKA RAYA
Editor/Review :