PhIMP https://wayan2014ugm.wixsite.com/phimp. Fisika Teknologi Kelas X SMK Farmasi Gusti Ayu Rai Tirta SMK Bintang Persada Denpasar Unit 1: Elastisitas Beranda Selamat Datang di Video Pembelajaran PhIMP Kompetensi Dasar Tujuan Pembelajaran Indikator Pembelajaran Materi Pembelajaran Tanya dan Jawab Latihan Soal Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Kompetensi Dasar 3.9 Menjelaskan sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari. 4.9 Merencanakan dan melaksanakan percobaan yang berhubungan dengan elastisitas suatu bahan. Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Tujuan Pembelajaran 1. 2. 3. Siswa mampu menjelaskan sifat-sifat elastisitas bahan yang berada di lingkungan kehidupan sehari-hari. Siswa mampu merencanakan dan melaksanakan percobaan yang berhubungan dengan sifat elastisitas suatu bahan. Siswa mampu memberikan contoh aplikasi konsep elastisitas dalam berbagai fenomena sehari-hari. Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Indikator Capaian Pembelajaran 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Siswa mampu menjelaskan konsep benda plastis dan benda elastis melalui kegiatan diskusi. Siswa mampu memberikan contoh benda plastis dan elastis yang berada di lingkungan kehidupan sehari-hari melalui kegiatan pengamatan. Siswa mampu menjelaskan konsep tegangan, regangan, mampatan, geseran, dan modulus elastis melalui kegiatan diskusi. Siswa mampu menampilkan fenomena tegangan, regangan, dan mampatan yang terjadi pada benda melalui kegiatan demonstrasi. Siswa mampu menjelaskan konsep modulus elastis beserta jenis-jenisnya melalui kegiatan diskusi. Siswa mampu merencanakan dan melaksanakan investigasi yang berhubungan dengan sifat elastisitas suatu bahan melalui kegiatan percobaan. Siswa mampu memberikan contoh aplikasi konsep elastisitas dalam berbagai fenomena sehari-hari melalui kegiatan diskusi. Siswa mampu mengkomunikasikan hasil investigasi secara ilmiah melalui kegiatan presentasi. Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Outline Materi 1 Benda Elastis dan Benda Plastis 2 Tegangan, Regangan, Mampatan, Geseran 3 Modulus Elastis Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material 1. Benda Elastis dan Benda Plastis Elastisitas adalah kecenderungan suatu benda untuk berubah panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan atau menariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk benda kembali seperti semula. Benda ditekan oleh gaya Benda ditarik oleh gaya Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. 1. Benda Elastis adalah benda yang saat diberikan gaya akan mengalami perubahan bentuk dan saat gayanya dihilangkan benda akan kembali ke bentuk awal. Contoh benda elastis: karet dan pegas. 2. Benda Plastis (nonelastis) adalah benda yang saat diberikan gaya akan mengalami perubahan bentuk dan saat gayanya dihilangkan benda tidak dapat kembali ke bentuk awalnya. Contoh benda plastis: lilin dan plastisin. Contoh benda elastis Contoh benda plastis Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. Gaya yang diberikan juga memiliki batas-batas tertentu. Sebuah karet bisa putus jika gaya tarik yang diberikan sangat besar, hingga melewati batas elastisitasnya. Benda-benda elastis tersebut memiliki batas elastisitas. Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material 2. Tegangan, Regangan, Mampatan, Geseran Gaya yang bekerja pada sebuah benda secara statis dapat menyebabkan terjadinya perubahan bentuk benda, yaitu meregang, memampat, maupun menggeser. Ilustrasi memampat Ilustrasi meregang Ilustrasi menggeser Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. 1. Regangan merupakan perubahan bentuk yang dialami sebuah benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah (menjauhi pusat benda) dikenakan pada ujung-ujung benda. 2. 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 adalah perubahan bentuk yang dialami sebuah benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah dikenakan pada sisi-sisi bidang benda. Ilustrasi perubahan bentuk fisik benda. Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. Tegangan (Stress) Tegangan (stress) pada benda, misalnya kawat besi, didefinisikan sebagai gaya persatuan luas penampang benda tersebut. Tegangan diberi simbol σ (dibaca sigma). πΉ π= π΄ F : besar gaya tekan/tarik (N) A : luas penampang (m2) σ : tegangan (N/m2) Ilustrasi Tegangan Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. Regangan (Strain) Regangan (strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara penambahan panjang benda ΔL terhadap panjang mula-mula Lo. Regangan dirumuskan sebagai berikut. ΔπΏ π= πΏπ ε : regangan strain (tanpa satuan) ΔL : pertambahan panjang (m) Lo : panjang mula-mula (m) Ilustrasi Regangan Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material 3. Modulus Elastis Modulus elastisitas adalah angka yang digunakan untuk ketahanan bahan/material ketika mengalami deformasi elastis akibat gaya dikerjakan pada benda itu. Modulus Young Modulus Elastik Modulus Geser Modulus Bulk Klasifikasi berdasarkan proses arah pengukuran tegangan dan regangan Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. Modulus Young (E) Modulus Young (E) menjelaskan elastisitas tarik atau kecenderungan suatu benda untuk berubah bentuk sepanjang sumbu ketika stress berlawanan diaplikasikan sepanjang sumbu itu; E didefinisikan sebagai rasio tegangan tarik terhadap regangan tarik. π πΈ= π Ilustrasi Modulus Young Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. Modulus Geser (G) Modulus geser (G) menyatakan respons suatu bahan terhadap tegangan geser. πΉ/π΄ πΊ= Δπ₯/π Ilustrasi Modulus Geser F : gaya yang bekerja (N) βx : perpindahan transvers (m) l : panjang awal (arah vertikal) (m) A : luas permukaan bekerjanya gaya (m2) Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. Modulus Bulk (K) Modulus Bulk (K) menjelaskan elastisitas volumetrik, atau kecenderungan suatu benda untuk berubah bentuk ke segala arah ketika diberi tegangan seragam ke segala arah. Modulus bulk didefinisikan sebagai hasil bagi tegangan volumetrik dengan regangan volumetrik, dan merupakan kebalikan dari kompresibilitas. Δπ πΎ= Δπ/ππ βP : resultan tekanan (Pascal = N/m2) βV : perubahan volume benda (m3) Vo : volume awal benda (m3) Ilustrasi Modulus Bulk Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Tanya dan Jawab Sebuah besi memiliki luas permukaan 0,2 m2 dan panjang awal 0,5 m. Jika besi bertambah panjang 0,1 m ketika diberi gaya sebesar 50 N. A. Berapakah nilai tegangan yang bekerja? B. Berapakan nilai regangan yang terjadi? C. Berapakah nilai modulus Young yang dihasilkan? Jawaban: Diketahui: • Luas permukaan besi A = 0,2 m2 • Panjang awal besi Lo = 0,5 m • Pertambahan panjang besi βL = 0,1 m • Total besar gaya yang bekerja F = 50 N Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Cont. A. Nilai tegangan yang bekerja: Jika πΉ π= π΄ maka 50 π= = 250 π/π2 0,2 B. Nilai regangan yang terjadi: Jika ΔπΏ π= πΏπ maka 0,1 π= = 0,2 0,5 C. Nilai modulus Young yang dihasilkan: Jika π πΈ= π maka 250 πΈ= = 1250 π/π2 0,2 Sifat-sifat Elastisitas Bahan/Material Latihan Soal Soal 1. Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm bertambah panjang 4 cm saat ditarik oleh gaya 5 N. Berapa panjang akhir pegas setelah ditarik oleh gaya 10 N. (Solusi: 28 cm) Soal 2. Sebuah batang baja dengan panjang 40 cm dan luas permukaan 0,04 m2 ditarik dengan gaya 100 N. Bila modulus elastis / modulus Young baja 20.000 N/m2, hitunglah (a) stress dan (b) strain! (Solusi: (a) 2500 N/m2 dan (b) 0,125)
