Aplikasi Kloning dan Larangannya

Karet dapat kembali seperti semula

Ketika anda masih kecil, pernahkah bermain dengan karet gelang lalu mengubahnya dengan berbagai macam bentuk? Bagaimana bentuk karet setelah kamu selesai bermain? Pasti gelang tersebut akan kembali ke bentuk awalnya. Keadaan ini diakibatkan oleh sifat elastisitas dari karet.

Sebagai contoh benda elastis selain karet adalah pegas. Pegas dapat kembali ke bentuk semula selama mendapat sejumlah gaya peubah yang masih berada dalam batas elastisitasnya.

Elastisitas adalah kecendrungan pada suatu bahan untuk berubah dalam bentuk baik panjang, lebar, maupun tinggi dengan massa yang tetap, yang disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan atau menariknya dan akan kembali ke bentuk semula pada saat gaya yang bekerja pada bahan ditiadakan.

Sebuah pegas kalau ditarik akan bertambah panjang, ditekan akan menjadi lebih pendek. Jika pegas atau per tersebut kemudian dilepaskan, pegas atau per akan kembali ke bentuknyasemula. Benda yang memiliki sifat seperti pegas atau per disebut benda elastis. Contoh lainnya adalah karet gelang, pegas,  dan pelat logam.

Jika benda yang terbuat dari plastisin, lilin, atau tanah liat ditekan, setelahgaya tekan dihilangkan, benda-benda tersebut tidak akan kembali ke bentuksemula. Benda seperti ini disebut benda plastis.

1. Stress (Tegangan)

Tegangan merupakan perbandingan antara gaya terhadap luas penampang di mana gayatersebut bekerja. Gambar 3 di samping melukiskan sebuah bahan elastis berbentuksilinder dengan panjang mula - mula Xo dan luas penampang A dalam keadaan tergantung. Kemudian pada ujung bebasnya ditarik dengan gaya F sehingga bertambah panjang  Δx, diperoleh:

σ = F/A

Keterangan :
σ = tegangan (N/m2)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m2)

2. Strain (Regangan)

Regangan merupakan suatu perubahan ukuran atau bentuk yang relatif pada benda dalam mengalami tegangan. Pada gambar 2 memperlihatkan sebuah batang yang mengalami regangan akibat gaya tarik F. Panjang batang awalnya yaitu Lo. Jika diberikan gaya sebesar F, maka batang tersebut pasti akan berubah panjangnya menjadi l. Dengan demikian, batang telah mendapatkan pertambahan panjangnya sebesar ΔL (delta L), dengan nilai ΔL = L – Lo.
Oleh sebab itu, regangan dapat diartikan sebagai perbandingan atau pembagian antara pertambahan panjang benda (ΔL) dan panjang benda mula-mula (Lo). Secara matematis dirumuskan:

ε = ΔL/Lo

Keterangan :
ΔL = pertambahan panjang (m),
L0 = panjang mula-mula (m), dan
ε   = regangan (tidak bersatuan).

3. Modulus Young

Tegangan yang dibutuhkan dalam menghasilkan regangan tertentu bila suatu sifat bahan dari benda yang mendapat tegangan tersebut. Menurut Hooke, perbandingan antara tegangan dan regangan pada benda adapat disebut dengan modulus Young atau modulus elastisitas benda itu. Modulus elastisitas dirumuskan sebagai berikut :

E = σ/ε = F/A / ΔL/Lo = F . Lo / A . ΔL

E = Elastisitas benda (N/m2 atau satuan lainya pascall)

Berikut adalah dengan nilai dari Modulus Youngnya yang didapatkan dari berbagai eksperimen dan pengukuran

4. Hukum Hooke

Ketika gaya bekerja pada pegas dihilangkan/dihentikan, maka pada pegas tersebut akan kembali pada keadaannya yang semula. Ilmuwan yang pertama-tama meneliti tentang ini adalah Robert Hooke. Pada eksperimennya, Hooke mendapatkan kesimpulan bahwa elastisitas dari suatu pegas memiliki batasan dan besar gaya pegas sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Konstanta perbandingannya dapat disimbolkan dengan k. Hubungan tersebut dapat dinyatakan dengan persamaannya sebagai berikut:

F = k . Δx

Keterangan :   
 F  =   gaya (N)Δx =   pertambahan panjang pegas (m)
k   =   konstanta pegas (N/m) 

Persamaan tersebut dinamakan dengan hukum Hooke yang berbunyi sebagai berikut

Besarnya pertambahan dari panjang sebanding dengan gaya yang dilakukan pada benda tersebut

5. Susunan Pegas

Apakah anda pernah merasakan tidur diatas springbed? Perlu anda ketahui bahwa Springbed tersebut tersusun dari pegas-pegas dengan posisi yang sama.  Contoh lagi adalah suspensi sepeda motor, perhatikan  gambar 6. Bagaimana susunannya? Susunan tersebut dinamakan susunan paralel. Susunan pegas yang  lain dinamakan seri. Cermati penjelasan berikut
Dua buah pegas atau lebih dapat disusun secara seri atau parallel atau gabungan keduanya. Susunan pegas tersebut dapat diganti dengan sebuah pengganti.

a. Susunan Seri

Susunan seri dari pegas merupakan rangkaian pegas yang tidak memiliki cabang. Dapat diperhatikant penjelasanya sebagai berikut

Susunan seri

• Gaya yang menarik pegas pengganti dan masing-masing pegas sama besar

 F1 = F2 = F

• Dapat ditulis untuk pengganti dari pertambahan pegas pengganti susunan seri sebagai berikut

x = x1 + x2

• Konstanta atau tetapan pegasnya  

1/k  seri   = 1/k1 + 1/k2

b. Susunan Paralel

Susunan paralel dari pegas merupakan suatu rangakaian dari beberapa pegas yang bersabang. Berikut rincian dari sususan pegas :

Susunan Paralel

• Gaya yang menarik pegas pengganti sama dengan jumlah gaya yang menarik masing-masing pegas:

F = F1 + F2

• Pertambahan panjang akan sama-sama besar

x1 = x2 = x

• Berbeda dengan susunan seri konstanta pegasnya dapat ditulis sebagai berikut

k paralel = k1 + k2 + k3 + . . .

d. Susunan Campuran

Apa yang terjadi jika susunan pegas dicampur? Tentu kalian sudah bisa menjawabnya bahwa pada rangkaian itu akan berlaku sifat gabungan.  Dalam menganalisanya dapat ditentukan dengan memilih susunan yang sudah dapat  dikategorikan  seri atau paralelnya. Coba perhatikan gambar berikut ini
Dan hal-hal yang berkaitan dengan pegas pengganti dari susunan pegas gabungan seri dan paralel adalah sebagai berikut.

Susunan Campuran

• Gaya pengganti susunan ini adalah sebagai berikut

F = F1 + F2 

• Pertambahan panjang pegasnya

 x = x1 + x3 dan  x1 = x2 maka  x = x2 + x3

• Tetapan pengganti

1/(k1 + k3)  +  1/k3 = 1/k total  

6. Penerapan Elastisitas bahan

Pada kehidupan sehari-hari, alat-ala menerapkan elastisitas bahan banyak digunakan. Contohnya, mainan anak-anak seperti pistol-pistolan, mobil-mobilan, dan ketapel; Contoh lainya yang terdapat pada perlengkapan didalam rumah seperti sofa dan springbed. Akan tetapi ada contoh lainya yang menarik dengan memanfaatkan peranan sifat elastis bahan.

a. Alat yang mengukur Gaya Tarik dari Kereta Api

Pengukur ini tersusun atas beberapa pegas. Pegas-pegas ini dihubungkan ke gerbong kereta api saat kereta akan bergerak. Hal ini di digunakan untuk mengukur gaya tarik dari kereta api sesaat sebelum meninggalkan tempatnya.

b. Alat Peredam dari Getaran atau Goncangan Pada Mobil

Penyangga  badan mobil selalu dilengkapi pegas yang kuat sehingga goyangan yang terjadi saat mobil melewati jalan yang bergelombang dapat diredam. Jadi, keseimbangan mobil dapat dikendalikan.

c.  Peranan Sifat Elastis dalam Rancang Bangun

Dalam menentukan jenis dari logam yang akan digunakan untuk membangun jembatan, pesawat, dan sebagainya maka modulus Young, tetapan pegas, dan sifat elastis, logam secara umum wajib diperhitungkan.

d. Pemanfaatn dalam bidang olah raga

Elastisitas bahan juga diterapkan pada beberapa bidang olah raga, seperti, Tongkat dengan bahan tertentu untuk cabang olahraga loncat tinggi, busur bidang olahraga panahan. Adanya jenis bahan pembuat tongkat yang elastis dapat memberikan gaya Hooke pada atlit, maka atlit dapat meloncat lebih tinggi denga tongkat tersebut. Sedangkan tali pada busur akan memberikan gaya dorongan (gaya pegas) pada busur dan anak panah.

Sumber :
Handayani, Sri. 2009. Fisika 2. Jakarta : Departemen Pendidikn Nasional.
Widodo,Tri.2009. Fisika 2. Jakarta : Departemen Pendidikn Nasional.
Saripudin, Aipp. 2009. Praktis Belajar Fisika.Jakarta : Departemen Pendidikn Nasional

Related Posts