Dibandingkan dengan zat cair, zat padat lebih keras dan lebih berat. Kenapa zat padat lebih keras? molekul-molekul zat padat tersusun rapat sehingga ikatan di antara mereka relatif kuat. Inilah sebabnya mengapa zat padat relatif sukar dipecah-pecah dengan tangan. Setiap usaha untuk memisahkan molekul-molekul zat padat misalnya tarikan atau tekanan, akan selalu dilawan oleh gaya tarik-menarik antar molekul zat padat itu sendiri.
Sifat suatu benda yang dapat kembali ke bentuknya semula disebut dengan Elastisitas.
Benda-benda yang memiliki elastisitas, misalnya karet, baja, dan kayu di sebut benda elastik. Sebaliknya, benda-benda yang tidak memiliki sifat elastis misalnya plastisin, tanah liat disebut benda plastik. Berdasarkan arah gaya dan pertambahan panjangnya (perubahan bentuk) tegangan dibedakan menjadi 3 macam yaitu tegangan, rentang, tegangan mampat, dan tegangan geser.
Kebanyakan benda adalah elastis sampai ke suatu besar gaya tertentu dinamakan batas elastis. Jika gaya dikerjakan pada benda lebih kecil daripada batas elastisnya, benda akan kembali ke bentuk semula jika gaya dihilangkan. Akan tetapi, jika gaya diberikan melampaui batas elastis, benda tidak kembali ke bentuk semula, melainkan secara permanen berubah bentuk.
Berikut ini kami akan bagikan contoh soal Tegangan dan regangan
Nomor 1
Seorang pendaki (beserta ranselnya) yang massa 82 kg memanjat melalui seutas tali nilon yang tergantung secara bebas. Diameter nilon 8,0 mm dan modulus elastiknya 5,00 x 109 N/m2. JIka NIlon tersebut bertambah panjang sebesar 0,1 m ketika pendaki mulai memanjat. berapa panjang Nilon mula-mula?(Jawab : 31,29 m)
Nomor 2
Sebuah senar gitar yang panjang 80 cm terbuat dari bahan baja yang diameternya 1 mm dan modulus Youngnya 2,5 x 1011 N/m2. JIka ketika senar tersebut dibunyikan, panjangnya menjadi 83 cm, berapa besar gaya untuk membunyikannya?(Jawab : 7363 N)
Nomor 3
Hitunglah berat beban maksimum yang boleh digantungkan pada seutas kawat baja yang diameternya 10 mm jika regangan yang terjadi tidak boleh lebih dari 0,001. Modulus elastik baja adalah 2,0 x1011N/m2(Jawab : 15.700 N)
Nomor 4
Sebuah papan yang massanya 50 kg digantung dengan empat buah kawat sejenis yang panjangnya 3 m dan diamternya 2,0 mm pada keempat sudut papan tersebut. Jika modulus Young kawat 1,8 x 1011 N/m2, hitunglah pertambahan panjang masing-masing kawat penggantung?(Jawab : 0,65 mm)
Nomor 5
Berapakah jari-jari minimum sebuah senar pancing yang diperlukan untuk menarik secara vertikal seekor ikan bermassa 5 kg pada kelajuan tetap? Jika kemudian ikan tersebut menggelepar-gelepar di udara, gaya diperlukan untuk menariknya menjadi 10 kali lebih besar. Berapkah jari-jari minimum senar pancing yang diperlukan sekarang? (Tegangan rentang senar pancing sama dengan 60 MN/m2 dan percepatann gravitasi 10m/s2.(Jawab : 0,51 mm dan 1,6 mm)
Nomor 6
Sebuah lift yang massa 3000 kg tergantung pada sebuah kabel baja yang diameternya 20 mm (modulus Young untuk baja adalah 200 GN/m2). Percepatan maksimum lift adalah 2,5 m/s2. Hitung: (a) gaya maksimum dalam kabel. (2) tegangan maksimum kabel, (c) regangan maksimum kabel.(Jawab : (a) 36,9 kN, (b) 117,5 MN/m2, (c) 5,9 x10-4)
Nomor 7
Sebuah kawat yang memiliki modulus Young 130 GN/m2 dan panjangnya 1,2 m digantungkan pada langit-langit secara vertikal. Luas penampang kawat adalah 0,1 mm2. Sebuah gaya perlahan-lahan dikenakan pada ujung bawah kawat tersebut sehingga kawat bertambah panjang. Ketika besar gaya yang diberikan 10N; (a) Berapa tegangan kawat? (b) Berapa regangan kawat? (c) berapa pertambahan panjangnya?
(Jawab : (a) 100 MN/m2, (b) 7,7 x10-4, (c) 0,92 mm)
Nomor 8
Asumsikan modulus Young tulang manusia adalah 7,7 x 1010 N/m2 dan tulang akan retak jika mengalami tegangan 1,5 x108 N/m2. (a) Berapakah gaya maksimum yang boleh ddiberikan pada tulang kering di kaki manusia jika diameter efektif tulang kering tersebut 2,5 cm?(Jawab : 73,6 kN)
Demikian postingan kami mengenai Contoh Soal Tegangan dan Regangan. Semoga anda sudahtau materi tersebut.
Comments
Post a Comment