Rumus Tegangan, Regangan, dan Modulus Elastisitas beserta Contoh Soal

Elastisitas merupakan sifat benda yang berusaha menghambat perubahan bentuk atau deformasi. Sifat ini cenderung mengembalikan benda ke bentuk semula saat gaya yang memengaruhinya hilang.

Benda yang tidak kembali ke bentuknya setelah mengalami deformasi disebut benda plastis. Dalam materi elastisitas ini, kamu akan menemukan rumus tegangan, regangan, dan modulus elastisitas.

Rumus Tegangan

Mengutip buku Cerdas Belajar Fisika, tegangan (stress) adalah besarnya gaya yang diberikan dengan luas penampang benda. Rumus tegangan adalah:

σ = F/A

Keterangan:

σ= Tegangan/ stress dalam N.m-2
F= Gaya tekan/ tarik dalam newton
A= Luas penampang dalam m2

Rumus Regangan

Menurut Buku Top One Ulangan Harian SMA/MA/IPA Kelas XI oleh Tim Super Tentor, regangan adalah perbandingan pertambahan panjang suatu benda terhadap panjang benda, mula-mula karena ada gaya luar yang mempengaruhi benda. Rumus regangan adalah:

e = ∆L/Lo

Keterangan:

e= Regangan
∆L= Pertambahan panjang benda dalam m
Lo= Panjang mula-mula dalam m

Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas atau Modulus Young merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan dari suatu benda. Adapun rumusnya yaitu:

E= σ/e

E= F.Lo/∆L.A

E= k Lo/A

Keterangan:

F= Gaya pada benda dalam N
k= Konstanta bahan dalam N
A= Luas penampang dalam m2
E= Modulus Elastisitas dalam N.m-2

Contoh Soal

Untuk memahami rumus-rumusnya, berikut beberapa contoh soal mengenai tegangan, regangan dan modulus elastis mengutip 1.700 Plus Bank Soal Fisika SMA/MA oleh Etsa Indra.

1. Sebuah kawat luas penampangnya 4mm2, kemudian diregangkan oleh gaya 3,2 N sehingga bertambah panjang 0,04 cm. Apabila panjang kawat mula-mula 80 cm, maka modulus elastisitas kawat adalah:

Diketahui:

A=4 mm2 = 4. 10⁻⁶
F= 3,2 N
∆L= 0,04 cm= 4.10⁻⁴
Lo= 80 cm = 8. 10-1

Ditanya: E

Jawab:

E= F.Lo/A∆L

=(3,2). (8. 10-1)/ (4. 10⁻⁶) (4.10⁻⁴)= 1,6.10⁹

2. Seutas kawat luas penampangnya adalah 4 mm2, kemudian diregangkan oleh gaya 4,8 N, sehingga bertambah panjang 0,04 cm. Apabila panjang kawat mula-mula 60 cm, maka tegangan kawatnya adalah:

Diketahui:

A= 4mm2= 4. 10⁻⁶
F= 4,8 N

Ditanya: σ

Jawab:
σ = F/A
= 4,8 N/ 4. 10⁻⁶ m2= 12. 10-5

3. Suatu batang baja yang panjangnya 30 m, penampangnya berukuran 3 mm x 2mm. Modulus elastisitas bajanya yaitu 200.103N/ mm2. Jika pada ujung batang ditarik dengan gaya 50 N, hitung perpanjangan batang bajanya.

Diketahui:

Lo= 30 mm= 30. 103 mm
A= 3mmx2 mm
F= 50 N
E= 200. 103 N/mm2

Ditanya: ∆L
Jawab:

∆L= FLo/AE

=(50) (3.103/ (3x2) (200. 103)
= 1,25 mm

Itulah penjelasan mengenai rumus tegangan, regangan dan modulus elastisitas beserta contoh soalnya. Semoga artikel ini membantu!

Video: Sosok Pria Bali Bikin Seruling Pakai Rumus Fisika hingga Geometri

Video: Sosok Pria Bali Bikin Seruling Pakai Rumus Fisika hingga Geometri