Elastisitas | Fisika Kelas XI

Pengertian

Kemampuan yang dimiliki benda untuk kembali ke kondisi awalnya saat gaya yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan disebut elastisitas atau benda tersebut memiliki sifat yang elastis. Contohnya seperti pegas, karet gelang, per, dsb. Sementara itu, jika benda tidak memiliki kemampuan untuk kembali lagi ke kondisi awalnya saat gaya yang diberikan dihilangkan, maka benda tersebut memiliki sifat plastis. Contohnya adalah plastisin, plastik, permen karet, tanah liat, dsb.

Elastisitas Zat Padat

1. Tegangan (Stress)

σ = F/A

Keterangan

σ = tegangan (N/m²)

F = gaya (N)

A = luas penampang (m²)

1. Regangan (Strain)

e = ΔL/L₀

Keterangan

e = regangan

ΔL = perubahan panjang (m)

L₀ = panjang mula-mula (m)

1. Modus Young

Y = F/A x L₀ /ΔL

Keterangan:

Y= modulus Young (N/m²)

Gaya Pegas

1. Hukum Hooke

F = k x Δx

Keterangan:

k = konstanta pegas (N/m)

F = gaya (N)

Δx = perubahan panjang (m)

1. Susunan Seri

1/k_s = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃ + … + 1/k_n

2. Susunan Paralel

k_p = k₁ + k₂ + k₃ + … + k_n

1. Energi Potensial Pegas

E_p = ½ k(Δx)²

Keterangan :

E_p = energi potensial pegas (J)

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = perubahan panjang (m)

Frekuensi gerak benda

f = 1/2∏ x √k/m

atau

T = 2∏ x √m/k

Keterangan :

T = periode (s)

f = frekuensi (Hz)

m = massa benda (kg)

Gerak Harmonis Sederhana

1. Simpangan Gerak Harmonis Sederhana

y = A sin θ

y = A sin (ω_t + θ₀), ω = 2∏/ T

y = A sin (2∏/ T_t + θ₀)

Keterangan :

y  = simpangan gerak harmonis sederhana (m)

A  = simpangan maksimum / amplitudo (m)

 = periode (s)

1. Sudut Fase Getaran

θ = ω_t + θ₀

Keterangan :

  = sudut fase getaran (rad)

  = sudut fase awal getaran (rad)

 = kecepatan sudut getaran (rad/s)

 = waktu (s)

1. Fase getaran

ϕ = θ/ 2∏

ϕ = ω_t + θ₀/ 2∏

ϕ = t/T + θ₀/ 2∏

1. Kecepatan Gerak Harmonis Sederhana

v = Aω cos (ω_t + θ₀)

vmaks = Aω

v = ω √A² – y²

1. Percepatan Gerak Harmonis Sederhana

v = -Aω² sin (ω_t + θ₀)

a_maks = - Aω²

1. Superposisi Gerak Harmonis

y = 2A sin½  (ω₁ + ω₂)t cos½ (ω₁ + ω₂)t

1. Energi Gerak Harmonis sederhana

• Energi Potensial

E_p = ½ ky²

• Energi Kinetik

E_k = ½ k (A² - y²)

• Energi Mekanik

E_p = ½ kA²