Modulus Elastisitas

Pengertian Modulus Elastisitas

Tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan suatu regangan tertentu bergantung pada sifat bahan yang menderita tegangan itu. Perbandingan tegangan terhadap regangan atau tegangan per satuan regangan disebut modulus elasstisitas atau modulus elastik bahan yang bersangkutan. Semakin besar nilai modulus elastisitas, semakin besar pula tegangan yang diperlukan untuk regangan tertentu. Modulus regangan atau modulus Young adalah konstanta perbandingan tegangan tarik atau tegangan kompresi terhadap regangan tarik atau regangan kompresi.

Dimana L₀  adalah panjang awal benda, A adalah luas penampang lintang, ∆L adalah perubahan panjang yang disebabkan oleh gaya F yang diberikan. Karena regangan hanya berupa bilangan, maka satuan modulus Young sama seperti satuan tegangan yaitu gaya per satuan luas.

Modulus Luncur (G) atau modulus geser didefinisikan sebagai perbandingan tegangan luncur dengan regangan luncur. Modulus luncur suatu bahan dinyatakan sebagai gaya per satuan luas. Pada umumnya nilai modulus luncur suatu bahan mencapai setengah sampai sepertiga nilai modulus Young. Modulus luncur disebut juga modulus ketegaran (modulus of rigidity) atau modulus puntiran (torsion modulus).

Dimana ∆L (jarak pergeseran benda) tegak lurus terhadap L (tinggi benda), A adalah luas permukaan yang sejajar dengan gaya F yang diberikan (tidak tegak lurus seperti pada tarikan dan tekanan). Gambar 1 menunjukkan bahwa buku yang lebih tebal (Gambar 1.a) akan bergeser lebih jauh jika dibandingkan dengan buku yang lebih tipis (Gambar 1.b) untuk gaya geser yang sama besar.

Gambar 3. Perbandingan pergeseran

Jika benda mengalami gaya internal dari semua sisi, maka volumenya akan berkurang. Pada umumnya benda jenis fluida mengalami hal di atas, karena fluida memberikan tekanan pada benda di semua arah (akan dibahas lebih lanjut pada bab Fluida). Tekanan didefinisikan sebagai gaya per luas sehingga ekivalen dengan tegangan. Maka dapat dikatakan perubahan volume ∆V sebanding dengan volume awal V₀  dan dengan penambahan tekanan ∆P. Maka persamaan modulus bulk (B) adalah :

Tabel Modulus Elastisitas Suatu Bahan

Tanda minus menunjukkan bahwa volume berlurang terhadap penambahan tekanan. Nilai nilai modulus Young, modulus geser dan modulus bilk dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel1. Modulus Elastisitas