Bab 4 sifat mekanik zat

Penerbit Erlangga

Menguasai konsep elastisitas bahan. Menguasai hukum Hooke dan

menerapkannya dalam menentukan kekuatan bahan.

Tegangan, Regangan, dan Modulus Elastisitas Tegangan dan Regangan Tarik dan Tekan Tegangan Bengkok Tegangan Geser

Elastisitas dan Plastisitas

Tegangan dari suatu benda menyatakan kekuatan dari gaya-gaya yang dapat disebabkan oleh penarikan atau pemuntiran

Regangan menyatakan hasil deformasi dari tegangan tersebut.

Modulus Elastisitas (ME)

Perbandingan antara tegangan dan regangan ini dikenal juga dengan Hukum Hooke.

Hukum Hooke ini hanya terbatas pada gaya tarik tertentu yang tidak terlalu besar sehingga rentang peregangannya cukup kecil.

teganganME

regangan=

Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda, maka ada kemungkinan benda tersebut mengalami

deformasi (bertambah panjang, pendek, dan lainnya).

Tegangan: gaya per satuan luas

A

F==luas

gayategangan

Regangan: perubahan fraksional dari panjang benda

0

perubahan panjangregangan

panjang awal

l

l

∆= =

Tegangan dan Regangan Tarik dan Tekan

Secara matematis dapat kita tuliskan dalam bentuk

Regangan tarik atau

A

Ft =τ

0

0

0 l

ll

l

l −=∆=0

0

l

lle

−=

dengan: Y = modulus Young (N/m2)F = gaya tarik (N)A = luas penampang (m2)l0 = panjang awal (m)l = panjang akhir (m)

atau 0

0( )

FlY

A l l=

−0

0

( )t

FAYl lel

τ= =−

Tegangan Bengkok

Momen Bengkok: 1 1

2 21

4

b

b

M F l

M Fl

= ×

=

dengan: τb = tegangan bengkok (N/m2)F = gaya bengkok (N)l = panjang balok (m)b = lebar penampang balok (m)h = ketebalan balok (m)

2

/ 4

/ 6b

b

b

M Fl

W bhτ = = 2

3

2b

Fl

bhτ =

Tegangan Geser

FF

FF

MenjadiMenjadi

Dimana ; Maka,

Regangan geser

A

h

x=

A

Fg =τ

dengan: S = modulus geser (N/m2)F = gaya singgung (N)h = ketebalan (m)x = pergeseran (m) A = luas bidang (m2)

A

FFh

hx

AF

eS g

/

/==τ

FhS

Ax=

Tegangan Puntir

Momen Puntiratau

F

2

FDM p =FrM p =

dengan τp = tegangan puntir (N/m2)F = gaya puntir (N)D = diameter (m)

30,2pW D=Tekanan Bengkok:

Jadi Tegangan Puntir :

atau2

/ 2

0,2p

p

p

M FD

W Dτ = = 20,4p

F

Dτ =

Gaya vs Pertambahan Panjang benda

Elastisitas : Kecenderungan pada suatu benda untuk berubah dalam bentuk baik panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan atau menariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk kembali seperti semula.

Plastisitas: Kecenderungan suatu benda untuk berubah bentuk setelah melewati fase elastis dan tidak akan kembali ke bentuk semula.

Pada pegas yang melebihi kelebihan beban akan terjadi ‘pemuluran’ dan tidak akan kembali elastis lagi.