ARTI DARI TEGANGAN , REGANGAN, MODILUS ELASTISITAS DAN HUKUM HOOK, TEKNIK SIPIL

 

ARTI DARI TEGANGAN , REGANGAN, MODULUS ELASTISITAS DAN  HUKUM HOOK


Tegangan (stress) didefinisikan sebagai gaya yang diperlukan oleh benda untuk kembali ke bentuk semula. Atau gaya F yang diberikan pada benda dibagi dengan luas penampang A tempat gaya tersebut bekerja.

Tegangan dirumuskan oleh:




Tegangan merupakan sebuah besaran skalar dan memiliki satuan N/m² atau Pascal (Pa). F adalah gaya (N), dan A adalah luas penampang (m2). Selain itu, Tegangan dapat dikelompokkan menjadi :

1. Tegangan normal
    Tegangan normal yaitu intensitas gaya normal per unit luasan. Tegangan normal dibedakan    
    menjadi tegangan normal tekan atau     kompresi dan tegangan normal tarik. Apabila gaya-gaya
   dikenakan pada ujung-ujung batang sedemikian rupa sehingga batang dalam  kondisi tertarik, maka
   terjadi tegangan tarik pada batang, jika batang   dalam kondisi tertekan maka terjadi tegangan
    tekan.

2. Tegangan geser
    Tegangan geser adalah gaya yang bekerja pada benda sejajar dengan penampang.

3. Tegangan volume
    Tegangan volume adalah gaya yang bekerja pada suatu benda     yang menyebabkan terjadinya    
    perubahan volume pada benda tersebut tetapi tidak menyebabkan bentuk benda berubah.

   Regangan

Perubahan relatif dalam ukuran atau bentuk suatu benda karena pemakaian tegangan disebut regangan (strain). Regangan adalah suatu besaran yang tidak memiliki dimensi karena rumusnya yaitu meter per meter. Definisi regangan berdasarkan rumusnya adalah perubahan panjang ΔL
dibagi dengan panjang awal benda L . Secara matematis dapat ditulis:


Bahan-bahan logam biasanya diklasifikasikan sebagai bahan liat (ductile) atau bahan rapuh (brittle). Bahan liat mempunyai gaya regangan (tensile strain) relatif besar sampai dengan titik kerusakan seperti baja atau aluminium. Sedangkan bahan rapuh mempunyai gaya regangan yang relatif
kecil sampai dengan titik yang sama. Batas regangan 0,05 sering dipakai untuk garis pemisah diantara kedua kelas bahan ini. Besi cor dan beton merupakan contoh bahan rapuh.

Modulus Elastisitas
Modulus elatisitas suatu benda dapat dihitung melalui pemberian beban sebagai tegangan yang diberikan pada benda tersebut dan mengamati penunjukan oleh garis rambut sebagai regangannya. Besar pelenturan (f) ditentukan melalui persamaan matematis sebagai berikut:


Keterangan:
E = Modulus elastisitas
B = berat beban (dyne)
L = Panjang batang antara dua tumpuan (cm)
f = pelenturan (cm)
b = lebar batang (cm)
h = tebal batang (cm)

Hukum Hooke

Hubungan antara tegangan dan regangan erat kaitannya dalam teori elastisistas. Apabila hubungan antara tegangan dan regangan dilukiskan dalam bentuk grafik, dapat diketahui bahwa diagram tegangan-regangan berbeda-beda bentuknya menurut jenis bahannnya. Hal ini membuktikan
bahwa keelastisitasan benda dipengaruhi bahan dari bendanya. Dapat kita
ambil contoh grafik keelastisitasan suatu logam kenyal.



Pada bagian awal kurva, tegangan dan regangan bersifat proporsional sampai titik a tercapai. Hubungan proporsional antara tegangan dan regangan dalam daerah ini sesuai dengan Hukum Hooke.
Dikutip dari buku Fisika untuk SMA Kelas XI (Marthen Kanginan : 2004), hukum Hooke dinamakan sesuai dengan nama pencetusnya yaitu Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan untuk membangun kembali gedung-gedung di London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666.
Beliau menyatakan bahwa:
“Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka
pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya
tariknya.”
Pernyataan tersebut di atas dikenal dengan nama hukum Hooke, dan dapat ditulis melalui persamaan:
.F=kAx