KOMPAS.com - Bila suatu zat padat mendapatkan pengaruh gaya dari luar maka zat padat itu akan mengalami perubahan bentuk.
Jadi, karena adanya strain dan stres pada suatu zat padat yang memiliki elastisitas tertentu, zat padat mengalami perubahan volume.
Dilansir dari Buku Get Success UN+SPMB Fisika (2006) oleh Kamajaya, dalam materi ini dikenal juga istilah strain dan stres.
Strain adalah perubahan panjang suatu benda persatuan panjang mula-mula, karena pengaruh gaya luar.
Stres adalah gaya yang bekerja persatuan luas penampang melintang benda secara tegak lurus.
Baca juga: Gaya Pegas: Pengertian, Hukum Hooke, dan Rumusnya
Rumus strain:
Rumus stres:
Perbandingan antara stres terhadap strain pada suatu zat padat disebut dengan modulus elastisitas (E) atau modulus Young suatu bahan.
(Hukum Hooke)
Untuk pegas, Hukum Hooke dapat dituliskan menjadi:
atau
Dalam hal ini dan
Adapun energi potensial elastisitas suatu batang atau pegas karena pengaruh gaya dari luar adalah:
; atau
Baca juga: Prinsip Hukum Hooke dan Alasan Keberadaan Tanda Negatif
Contoh soal 1
Berapakah modulus Ypung suatu batang, jika panjang batang 5 meter, luas penampangnya diberikan gaya tegak lurus penampang, keluar sebesar 10.000 newton, dan batang bertambah panjang sebesar 2 cm?
Jawab:Diketahui:
= 5 meter
Pembahasan:
Dengan mempergunakan persamaan:
Jadi, besar modulus Young-nya adalah . Jawaban (B).
Baca juga: Mengenal Prinsip Modulus Young
Contoh soal 2
Batang baja panjangnya 100 cm, luas penampangnya 10 mm², ujungnya diberikan gaya sebesar 2000 N. Bila modulus Young batang . Energi potensial elastisitas batang adalah ....
A. 0,25 Joule
B. 0,50 Joule
C. 1,00 Joule
D. 1,25 Joule
E. 1,50 Joule
Diketahui:
Dari persamaan:
Sedangkan
Energi potensial elastisitas batang:
Joule
Jadi, energi potensial potensial elastisitas batang adalah 1 Joule. Jawaban (C).
Baca juga: Gaya Pegas: Pengertian, Rumus, dan Contohnya dalam Kehidupan Sehari-hari
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.