Mekanika Teknik: Tegangan, Regangan dan Modulus Young

Pengertian Tegangan, Regangan dan Modulus Young

Perubahan bentuk dan ukuran benda bergantung pada arah dan letak gaya luar yang diberikan. Ada beberapa jenis deformasi yang bergantung pada sifat elastisitas benda, antara lain tegangan (stress) dan regangan (strain). 

Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan:

σ = F/A

• dengan:
• σ = tegangan (Pa)
• F = gaya (N)
• A = luas penampang (m²)

Benda elastis dengan pertambahan panjang ΔL

Satuan SI untuk tegangan adalah pascal (Pa), dengan konversi: 1 Pa = 1 N/m²

Tegangan dibedakan menjadi tiga macam, yaitu regangan, mampatan, dan geseran, seperti ditunjukkan pada gambar:

Jenis-jenis tegangan

Adapun regangan (strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula dinyatakan:

e = ΔL / L

dengan:

e =regangan

ΔL = pertambahan panjang (m)

L = panjang mula-mula (m)

Regangan merupakan ukuran mengenai seberapa jauh batang tersebut berubah bentuk. Tegangan diberikan pada materi dari arah luar, sedangkan regangan adalah tanggapan materi terhadap tegangan.

Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus elastisitas atau modulus Young. Pengukuran modulus Young dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang akustik, karena kecepatan jalannya bergantung pada modulus Young. Secara matematis dirumuskan:

E = σ/e

E = (FL) / (A.ΔL)

dengan:

E = modulus Young (N/m2)

F = gaya (N)

L = panjang mula-mula (m)

ΔL = pertambahan panjang (m)

A = luas penampang (m²)

Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda. 

Nilai modulus Young beberapa jenis bahan dapat kalian lihat pada Tabel. Satuan SI untuk E adalah pascal (Pa) atau N/m².

Bahan	Modulus Young (N/m2)
Alumunium	70 x 109
Baja	200 x 109
Beton	20 x 109

Video Pembelajaran Tegangan, Regangan dan Modulus Young.

Semoga bermanfaat.

Tugas

Kelas X BKP dan XDPIB

KERJAKAN SOAL DIBAWAH INI !

1.   Sebuah balok ditarik oleh gaya F seperti gambar berikut :

Diketahui :

Gaya tarik F = 12000 N

Panjang L = 500 mm

Lebar b = 15 mm

Tinggi h = 30 mm
Ditanya :

Hitunglah tegangan tarik pada penampang A – B ! Sertakan juga gambarnya !


2. Sebuah batang dengan penampang bulat ditarik oleh gaya F seperti gambar berikut :

Diketahui : Gaya tarik F = 2270 N Panjang L = 750 mm Diameter d = 15mm Ditanya : Hitunglah tegangan tarik yang terjadi pada penampang A – B ! Sertakan juga gambarnya ! SELAMAT MENGERJAKAN...