Perbedaan tegangan dan regangan – Perubahan bentuk
dan ukuran benda bergantung pada arah dan letak gaya luar yang
diberikan. Ada beberapa jenis deformasi yang bergantung pada sifat
elastisitas benda, antara lain tegangan (stress) dan regangan (strain). Perhatikan Gambar 3.4 yang menunjukkan sebuah benda elastis dengan panjang L0 dan luas penampang A diberikan gaya F sehingga bertambah panjang ΔL . Dalam keadaan ini, dikatakan benda mengalami tegangan.
σ = tegangan (Pa)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m2)
Satuan SI untuk tegangan adalah pascal (Pa), dengan konversi:
1 Pa = 1 N/m2
Tegangan dibedakan menjadi tiga macam, yaitu regangan, mampatan, dan geseran, seperti ditunjukkan Gambar 3.5.
e =regangan
ΔL = pertambahan panjang (m)
L = panjang mula-mula (m)
Regangan merupakan ukuran mengenai seberapa jauh batang tersebut berubah bentuk. Tegangan diberikan pada materi dari arah luar, sedangkan regangan adalah tanggapan materi terhadap tegangan. Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus elastisitas atau modulus Young. Pengukuran modulus Young dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang akustik, karena kecepatan jalannya bergantung pada modulus Young. Secara matematis dirumuskan:
E = modulus Young (N/m2)
F = gaya (N)
L = panjang mula-mula (m)
ΔL = pertambahan panjang (m)
A = luas penampang (m2)
Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda. Nilai modulus Young beberapa jenis bahan dapat kalian lihat pada Tabel 3.1. Satuan SI untuk E adalah pascal (Pa) atau N/m2.
Contoh aplikasi tegangan dan regangan dalam Pembangunan Tembok.
Tali, rantai, atau kawat dapat dimanfaatkan jika dalam keadaan tegang. Sementara itu, batu bata dapat di manfaatkan jika dalam keadaan mampat. Jika batu bata dimampatkan, la akan memberikan gaya balik yang setara. Itulah dasar pembangunan tembok. Bobot batu bata,ditambah muatan seperti lantai dan atap, menekan bata bersamaan dan membentuk struktur kuat. Semen yang diselipkan di antara bata hanya untuk menyebarkan beban agar merata di selun.jh permukaannya.
Benda elastis dengan pertambahan panjang ΔL
Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress)
didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda
dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan:
σ = F/A
dengan:σ = tegangan (Pa)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m2)
Satuan SI untuk tegangan adalah pascal (Pa), dengan konversi:
1 Pa = 1 N/m2
Tegangan dibedakan menjadi tiga macam, yaitu regangan, mampatan, dan geseran, seperti ditunjukkan Gambar 3.5.
Jenis-jenis tegangan
Adapun regangan (strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula dinyatakan:
e = ΔL / L
dengan:e =regangan
ΔL = pertambahan panjang (m)
L = panjang mula-mula (m)
Regangan merupakan ukuran mengenai seberapa jauh batang tersebut berubah bentuk. Tegangan diberikan pada materi dari arah luar, sedangkan regangan adalah tanggapan materi terhadap tegangan. Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus elastisitas atau modulus Young. Pengukuran modulus Young dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang akustik, karena kecepatan jalannya bergantung pada modulus Young. Secara matematis dirumuskan:
E = σ/e
E = (FL) / (A.ΔL)
dengan:E = modulus Young (N/m2)
F = gaya (N)
L = panjang mula-mula (m)
ΔL = pertambahan panjang (m)
A = luas penampang (m2)
Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda. Nilai modulus Young beberapa jenis bahan dapat kalian lihat pada Tabel 3.1. Satuan SI untuk E adalah pascal (Pa) atau N/m2.
| Bahan | Modulus Young (N/m2) |
| Alumunium | 70 x 109 |
| Baja | 200 x 109 |
| Beton | 20 x 109 |
Tali, rantai, atau kawat dapat dimanfaatkan jika dalam keadaan tegang. Sementara itu, batu bata dapat di manfaatkan jika dalam keadaan mampat. Jika batu bata dimampatkan, la akan memberikan gaya balik yang setara. Itulah dasar pembangunan tembok. Bobot batu bata,ditambah muatan seperti lantai dan atap, menekan bata bersamaan dan membentuk struktur kuat. Semen yang diselipkan di antara bata hanya untuk menyebarkan beban agar merata di selun.jh permukaannya.