Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Diposting pada

Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya – Pada umumnya benda dapat dibagi menjadi tiga wujud seperti cair, gas dan padat. Sebenarnya wujud benda tersebut masih dapat berupa plasma. Setiap wujud pada dasarnya mempunyai keunikan dan sifat masing masing. Misalnya saja keunikan pada benda padat yang berbentuk elastisitas. Apakah anda tahu bagaimana cara menyelesaikan contoh soal elastisitas fisika itu? Rumus elastisitas Fisika kelas 11 merupakan salah satu poin penting yang wajib kita pelajari.

Apa yang dimaksud elastisitas itu? Pengertian elastisitas ialah kemampuan benda ketika hilangnya gaya luar yang bekerja untuk kembali pada bentuk semula. Benda padat yang elastis memiliki perubahan bentuk (deformasi) sesuai dengan aturan yang diikuti yaitu hukum Hooke menurut pendapat dari Robert Hooke.

Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya
Sifat Elastis Pada Pegas

Apakah anda tahu bagaimana rumus elastisitas Fisika itu? Bagaimana bentuk contoh soal elastisitas Fisika itu? Hukum elastisitas (Hukum Hooke) pertama kali dicetuskan oleh seorang filsuf dan ahli Matematika dari Inggris yang bernama Robert Hooke. Sifat elastisitas tersebut dapat kita temui dalam bambu (benda padat) ketika anda ingin membengkokkannya dengan memberi tenaga. Bambu ini dapat dibengkokkan sementara sehingga dapat dinyatakan bahwa memiliki elastisitas di dalamnya. Namun ketika gaya yang bekerja di dalamnya hilang, maka benda tersebut akan kembali pada bentuk semula. Tetapi apabila jumlah gaya yang diberikan terlalu besar, maka bambu tadi dapat patah karena melebihi titik elastisnya.

Elastisititas memang dikenal sebagai sifat benda ketika bekerjanya gaya didalamnya telah hilang sampai bentuknya kembali seperti semula. Elastisitas tersebut memiliki besaran besaran di dalamnya. Lalu apa saja besaran besaran elastisitas itu? Selain besaran tersebut adapula tetapan benda elastis yang juga dijelaskan dalam bentuk hukum hooke. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang rumus elastisitas Fisika beserta contoh soal elastisitas Fisika kelas 11. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.

Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Pernahkah kalian mengamati seorang anak kecil yang bermain dengan balon? kalau kita amati, peristiwa ini bisa jadi contoh elastisitas fisika. Setiap kali balon ditekan oleh sang anak pasti akan kembali lagi ke wujud semula baik secara langsung maupun perlahan. Fenomena ini sekaligus menjelaskan bahwa sekalipun benda mengalami perubahan tapi mampu kembali ke bentu aslinya.

Dalam konteks ilmu pengetahuan rumus elastisitas fisika dipakai untuk menguji hal demikian. Contoh soal elasitistas fisika juga bisa kita jumpai dengan mudah khususnya jenjang SMA. Elastisitas adalah konsep yang menurut saya menarik karena tak hanya berbentuk rumus serta teori abstrak saja. Tapi implementasi elasitistas fisika juga hadir dalam kehidupan sehari hari.

Elastisitas dalam ilmu Fisika merupakan kecenderungan benda padat setelah terdeformasi saat bentuknya ingin kembali seperti semula. Deformasi yang dialami oleh benda padat berlangsung ketika pengaplikasian gaya didalamnya. Maka dari itu bahan atau benda dikatakan elastis apabila saat gaya dihilangkan maka ukuran dan bentuknya akan kembali seperti semula. Akan tetapi perilaku elastis dalam Fisika ini dapat berbeda jika bahan yang digunakan juga berbeda.

Baca juga : Rumus Berat Jenis dan Massa Jenis Beserta Perbedaan Terlengkap

Elastisitas adalah sifat yang dimiliki benda yang mampu meregang ketika memperoleh gaya maupun tekanan. Kemudian benda itu mampu pulih kembali ke bentuk aslinya setelah tekanan maupun gaya dilepaskan. Masalahnya tak semua orang mampu menghitung serta mewujudkannya dalam satuan besaran yang sudah ditetapkan. Maka dari itu, kita perlu menghafal rumus elastisitas fisika kelas 10 11 dan hukum hooke. Karena ternyata tak sedikit yang mengeluhkan betapa sulitnya mengerjakan contoh soal elasitistas fisika.

Besaran Rumus Elastisitas

Setelah memahami pengertian elastisitas tersebut tentunya anda mengetahui sedikit mengenai materi elastisitas Fisika kelas 11 ini. Sebelum membagikan rumus elastisitas Fisika dan contoh soal elastisitas tersebut. Saya akan membahas terlebih dahulu mengenai besaran besaran elastisitas. Elastisitas memiliki beberapa besaran di dalamnya seperti di bawah ini:

Rumus Tegangan atau Stress

Rumus elastisitas fisika pertama yang ingin saya bahas yakni seputar tegangan (stress). Stress mengacu pada ukuran intensitas gaya yang bekerja pada suatu benda bersifat elastis yang menyebabkan deformasi atau perubahan bentuk. Tegangan adalah rasio antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda tersebut.

Singkatnya, Tegangan merupakan besar gaya yang bekerja pada benda di bagian permukaan persatuan luasnya. Tegangan elastisitas ini memiliki rumusnya sendiri yaitu:
Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Tegangan memberikan informasi tentang bagaimana distribusi gaya mempengaruhi elastisitas benda. Ketika tegangan diterapkan pada benda elastis, benda itu akan mengalami deformasi. Jika tegangan yang diterapkan kecil, deformasi benda mungkin tidak terlalu signifikan, dan benda akan kembali ke bentuk aslinya setelah gaya dilepaskan. Namun, jika tegangan yang diterapkan cukup besar, benda dapat mengalami deformasi permanen atau bahkan patah.

Rumus Regangan atau Strain

Rumus regangan dalam elastisitas fisika dipakai untuk mengukur perubahan bentuk pada benda saat mengalami peregangan. Strain dapat terjadi dalam bentuk perpanjangan (strain tarik) atau penyusutan (strain tekan) dari benda. Jenis elastisitas fisika satu ini diukur berdasarkan perbandingan perubahan panjang atau perubahan dimensi benda dengan dimensi aslinya sebelum tegangan diterapkan.

Besaran elastisitas selanjurnya ialah regangan. Regangan merupakan panjang pada benda yang bertambah dikarenakan gaya luar perpanjang mula mula mempengaruhi benda tersebut sebelum bekerjanya gaya luar di dalamnya. Regangan tidak memiliki satuan terkait sehingga hanya seperti koefisien saja karena regangan tersebut ialah proses dua besaran sejenis yang dibandingkan. Di bawah ini terdapat rumus elastisitas Fisika berupa regangan yaitu sebagai berikut:
Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Rumus Mampatan

Rumus elastisitas fisika mampatan mengacu pada perubahan dimensi atau deformasi yang terjadi pada suatu benda elastis ketika tegangan tekan diterapkan padanya. Mampatan merupakan jenis regangan di mana benda mengalami penyusutan atau perubahan dimensi ke arah yang lebih kecil.

Rumus mampatan bisa kita kerjakan memakai perbandingan perubahan volume atau dimensi benda dengan volume atau dimensi aslinya sebelum tegangan diterapkan. Mampatan sering kali diwakili oleh perubahan volume (ΔV) dibagi dengan volume asli (V0) dari benda tersebut sebelum tegangan diterapkan.

Mampatan pada dasarnya hampir sama dengan regangan. Namun perbedaannya yaitu terjadinya mampatan disebabkan oleh gaya pada benda yang membuat molekulnya menjadi masuk ke dalam atau memampat, sedangkan terjadinya tegangan disebabkan oleh gaya tarik yang membuat terdorongnya molekul benda keluar.

Baca juga : Fluida Statis dan Dinamis (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)

Rumus Modulus Young (Modulus Elastis)

Modulus mengacu pada ukuran atau konstanta yang menggambarkan sifat elastis suatu benda. Modulus digunakan untuk mengukur kekakuan atau kekakuan benda elastis dan memberikan informasi tentang sejauh mana benda tersebut dapat menahan tegangan dan regangan sebelum mengalami deformasi permanen.

Rumus elastisitas fisika satu ini ditandai dengan notasi E untuk mengukur kekakuan bahan terhadap tegangan tarik atau regangan tarik. Modulus Young didefinisikan sebagai rasio tegangan tarik (σ) terhadap regangan tarik (ε) dalam arah sejajar dengan gaya yang diberikan.

Singkatnya Pengertian modulus elastis ialah perbandingan antara regangan dan tegangan. Adapun rumus modulus elastis yaitu sebagai berikut:
Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Hukum Hooke

Hukum hooke memiliki bunyi yaitu apabila penarikan pegas menggunakan gaya tanpa batas elastisitasnya dilampaui, maka gaya yang bekerja pada pegas tersebut berupa gaya pemulih yang sebanding pada titik seimbang dengan simpangannya dan berlawanan dengan arah gerak bendanya. Apakah anda tahu bagaimana rumus elastisitas Fisika itu? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal elastisitas Fisika itu? Hukum Hooke secara otomatis dapat dirumuskan seperti di bawah ini:

Fp = -k ∆x

Pada rumus hukum hooke di atas terdapat tanda negatif yang melambangkan pegas memiliki gaya pemulih yang berlawanan dengan arah simpangannya. Sedangkan ukuran kekakuan pegas dilambangkan dengan tetapan pegas (k). Nilai k yang dimiliki oleh pegas yang kaku memang cukup besar, sedangkan nilai k yang kecil dimiliki oleh pegas lunak.

Hukum Hooke dalam Susunan Pegas

Gaya selalu diberikan pada pegas sehingga panjangnya ditambahkan berdasarkan pemberian gaya pada pegas tersebut. Pegas tersebut pada umumnya memiliki beberapa susunan di dalamnya. Adapun macam macam susunan pegas yaitu diantaranya:

Baca juga : Rumus Gaya Sentrifugal Beserta Pengertian dan Contoh Soal

Susunan Seri

Pada umumnya rumus elastisitas Fisika dapat dinyatakan dalam bentuk seperti di bawah ini:
Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Pada susunan seri terdapat panjang pegas yang bertambah sehingga kedua pegasnya mengalami pertambahan panjang. Pada pegas susunan seri ini terdapat tetapan yang dapat disusun menggunakan persamaan di bawah ini:
Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Maka dari itu susunan seri pegas memiliki rumus ketetapan seperti di bawah ini:
Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Susunan Paralel Pegas

Berdasarkan rumus elastisitas di atas ternyata pegas tidak hanya disusun secara seri saja, namun juga disusun secara paralel. Panjang kedua pegas yang ditambahkan dapat sama apabila kedua pegas ini menggunakan gaya untuk menariknya. Untuk itu susunan pegas ini dapat dirumuskan seperti berikut:
Rumus Elastisitas Fisika Beserta Contoh Soalnya

Contoh Soal Elastisitas Fisika

Setelah menjelaskan tentang pengertian elastisitas Fisika dan rumus elastisitas Fisika di atas. Selanjutnya saya akan membagikan contoh soal pada elastisitas Fisika tersebut. Berikut contoh soal dan pembahasannya:

1. Diketahui sifat elastis dimiliki oleh suatu pegas dimana besar luas penampangnya ialah 200 m². Apabila menggunakan gaya 250 N untuk menarik pegas tersebut, maka hitunglah tegangan yang dialami pegas tersebut?

Pembahasan.
Diketahui : A = 200 m², F = 250 N
Ditanyakan : σ = ?
Jawab :
Contoh soal elastisitas Fisika ini dapat diselesaikan menggunakan rumus tegangan seperti berikut:
σ = F/A
   = 250/100
   = 2,5 N/m²
Jadi tegangan yang dialami pegas tersebut ialah 2,5 N/m².

2. Panjang suatu kawat ialah 150 cm dengan gaya penariknya sebesar 150 Newton. Jika panjannya bertambah 15 cm, maka berapakah regangan kawatnya?

Pembahasan.
Diketahui : lₒ = 150 cm, F = 150 N, Δl = 15 cm
Ditanyakan : e = ?
Jawab :
e = Δl/lₒ
   = 15/150
   = 0,1
Jadi regangan pada kawat tersebut ialah 0,1.

Demikianlah penjelasan mengenai rumus elastisitas Fisika beserta contoh soal elastisitas Fisika kelas 11. Pengertian elastisitas ialah kecenderungan benda padat setelah terdeformasi saat bentuknya ingin kembali seperti semula. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah berkunjung di blog ini.

Baca Juga  Rumus Kelajuan dan Kecepatan Beserta Perbedaannya

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.