Sifat Mekanik Bahan

 

Sifat Mekanik Bahan

Tegangan “Gaya persatuan luas”

Regangan hasil deformasi

Perubahan bentuk suatu benda akibat adanya gaya gaya luar sebagai “Deformasi”

Hasil perbandingan antara tegangan terhadap regangan adalah “Modulus Elastisitas”

 

Y = tegangan/regangan

 

Hukum Hooke

 

F = k.∆x

 

Tegangan Tarik “merupakan perbandingan tegangan terhadap luas bidang”

 

τ = F / A

 

τ = tegangan tarik ( N/m² )

F = gaya ( N )

A = luas ( m² )

 

Modulus Elastisitas ( Modulus Young )

Merupakan perbandingan tegangan tarik dengan regangan tarik

 

Y = F.l_o / A ( l-l_o )

 

Y = Modulus Elastisitas ( Modulus Young ) ( N/m² )

 

Tegangan Bengkok

Momen Bengkok ( Mb ) gaya gaya keatas pada ujung balok dan gaya kebawak ditengah balok

 

Mb =¼Fp

 

F = gaya gaya ( N )

p = panjang balok ( m )

 

Tekanan Bengkok

Tekanan yang dialami pada titik bengkok

 

Wb = lh²/6

 

l = lebar balok ( m )

h = tebal balok ( m )

 

Tegangan Bengkok

 

τ_b = 3.F.p / 2.l.h²

 

τ_b = tegangan Bengkok ( N/m² )

F = gaya gaya ( N )

p = panjang balok ( m )

l = lebar balok ( m )

h = tebal balok ( m )

 

Contoh 1 :

Sebuah kawat logam yang berpenampang 4 x 10^-4 m² dan memiliki panjang 1 m ditarik dengan gaya 2000 N sehingga panjang kawat menjadi 1,04 m. berapakah besar modulus elastisitas kawat tersebut ?

 

Jawab :

Diketahui : A = 4 x 10^-4 m²

                             l₀ = 1 m

                             F = 2000 N

                             l = 1,04 m

Ditanya :  Y = ?

Penyelesaian :

Rumus : Y = F.l_o / A ( l-l_o )

                   Y = 2000 N.1 m / 4 x 10^-4 m² (1,04 m -1 m )

                   Y = 2000 N. m / 4 x 10^-4 m² (0,04 m )

                   Y = 2 x 10³ N. m / 4 x 10^-4 m² (4 x 10^-2 m )

                   Y = 2 x 10³ N. m / 16 x 10^-6 m³

                   Y = 1 x 10⁹ N / 8 m²

                   Y = 0,125 x 10⁹ N / m²

                   Y = 1,25 x 10⁸ N / m²

 

Contoh 2 :

Sebuah batang logam yang berukuran 1 m, lebar 5 cm, dan tebal 2 cm dibengkokkan dengan gaya 80 N pada titik tengah batang. Tentukan besar tegangan yang terjadi pada batang logam tersebut !

 

Jawab :

Diketahui ; p = 1 m

                   l = 5 cm = 0,05 m

                   h = 2 cm = 0,02 m

                   F = 80 N

Ditnyakan : τ_b = ?

Penyelesaian :

Rumus : τ_b = 3.F.p / 2.l.h²

                   τ_b = 3. 80 N.1 m / 2. 0,05 m.( 0,02 m )²

                   τ_b = 240 Nm / 0,10 m. 0,0004 m²

                   τ_b = 240 Nm / 0,00004 m³

                   τ_b = 240 Nm / 4 x 10^-5 m³

                   τ_b = 60 x 10⁵ N/m²

                   τ_b = 6 x 10⁶ N/m²

 

Tegangan Puntir

Merupakan perbandingan antara momen punter terhadap tekanan punter yang dapat ditulis sbagai berikut :

 

τ_p = F / 0,4 D²

 

τ_p = tegangan punter ( N/m² )

F = gaya puntir ( N )

D = diameter ( m )

 

Modulus Geser

Merupakan perbandingan tegangan geser terhadap regangan geser

Tegangan gerser :

 

τ_g = F / A

 

Regangan geser ;

 

e = x / h

 

Modulus Geser :

 

S = F.h / A.x

 

S = modulus geser ( N/m )²

F = gaya singgung ( N )

h = ketebalan ( m )

x = pergeseran ( m )

A = luas bidang ( m² )

 

Susunan Pegas

1.    Susunan Seri

 

Rumus susunan pegas tersebut dapat ditulis ;

 

1/kp = 1/k1 + 1/k2

 

2.    Susunan Paralel

Rumus susunan pegas tersebut sebagai berikut :

 

kp = k1 + k2

 

Contoh 3 :

pegas A dan B, masing masing memiliki konstata pegas 250 N/m dan 500 N/m. berapakah konstanta pegas pengganti jika disusun seri ?

 

Jawab ;

Diketahui : k1 = 250 N/m

               k2 = 500 N/m

Ditanya : ks = ?

Penyelesaian ;

Rumus : 

ks = 500 N/m : 3

ks = 166,67 N/m

 

Contoh 4 :

pegas A dan B, masing masing memiliki konstata pegas 250 N/m dan 500 N/m. berapakah konstanta pegas pengganti jika disusun paralel ?

 

Jawab ;

Diketahui : k1 = 250 N/m

               k2 = 500 N/m

Ditanya : ks = ?

Penyelesaian ;

Rumus ; kp = k1 + k2

               kp = 250 N/m + 500 N/m

kp = 750 N/m