Elastisitas dan Gerak Harmonik

Energi potensial elastis atau energi potensial pegas yang disebabkan oleh

gaya selalu menentang perubahan bentuk benda. Sifat elastis zat merupakan

faktor yang selalu diperhitungkan dalam dunia teknik, terutama teknik

bangunan. Hal ini erat kaitannya dengan ilmu kekuatan bahan (spaningleer). Ilmu

ini mempelajari gaya-gaya yang timbul di dalam bahan (kayu, beton, dan baja).

Gaya-gaya tersebut meliputi gaya tarik, tegangan geser, lenturan, puntiran, dan

sebagainya. Pengetahuan tentang hal ini untuk mengetahui perubahan bentuk

yang terjadi pada bahan karena adanya gaya-gaya tersebut.

A.  Pengertian Elastisitas

Kita pernah bermain karet gelang, tanah liat, atau plastisin. Saat Anda menarik karet gelang, karet makin panjang. Jika tarikan dihilangkan, maka bentuk karet kembali seperti semula. Lain halnya dengan karet, tanah liat saat ditekan akan berubah bentuk. Jika tekanan dihilangkan, ternyata bentuk tanah liat tidak kembali seperti semula. Sifat sebuah benda yang dapat kembali ke bentuk semula disebut elastis. Bendabenda yang mempunyai elastisitas atau sifat elastis seperti karet gelang,

pegas, dan plat logam disebut benda elastis.

Pegas atau benda-benda lain yang dikenai gaya besar akan hilang sifat elastisitasnya. Gaya pada

benda elastis akan menimbulkan tegangan, sehingga benda bertambah panjang.

B.  Tegangan, Regangan, dan Modulus Elastisitas

Ada tiga jenis perubahan bentuk yaitu regangan, mampatan,

dan geseran.

1. Regangan. Renggangan merupakan perubahan bentuk yang dialami

sebuah benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah (menjauhi

pusat benda) dikenakan pada ujung-ujung benda

2. Mampatan. Mampatan adalah perubahan bentuk yang dialami sebuah

benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah (menuju pusat benda)

dikenakan pada ujung-ujung benda.

3. Geseran. Geseran adalah perubahan bentuk yang dialami sebuah

benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah dikenakan pada

sisi-sisi bidang benda

Tegangan pada benda didefinisikan sebagai gaya persatuan luas penampang benda tersebut. Tegangan diberi simbol  (dibaca sigma).

 = F/A dengan F : besar gaya tekan/tarik (N) dan A : luas penampang (m²)

Bila dua buah benda yang dapat meregang seperti kawat ditarik,

maka kedua kawat tersebut akan mengalami tegangan

yang berbeda. Kawat dengan penampang kecil mengalami tegangan yang

lebih besar dibandingkan kawat dengan penampang lebih besar. Tegangan

benda sangat diperhitungkan dalam menentukan ukuran dan jenis bahan

penyangga atau penopang suatu beban, misalnya penyangga jembatan

gantung dan bangunan bertingkat.

Demikian pula dengan Regangan () didefinisikan sebagai perbandingan antara

penambahan panjang benda X terhadap panjang mula-mula X.

  dengan  : regangan strain (tanpa satuan), X : pertambahan panjang (m) dan

X : panjang mula-mula (m)