Dasar Teori
Elastisitas : Elastisitas bahan tergantung dari jenis bahan. Meskipun dua bahan tersusun dari molekul atau unsur yang sama, apabila struktur penyusunannya berbeda, maka elastisitas dua bahan tersebut juga berbeda. Setiap bahan pasti memilik elastisitas tertentu, tapi ada bahan yang elastisitasnya tidak terlalu besar nilainya atau bahkan hampir tidak ada. Elastisitas didasari dengan hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam bidang ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah pir atau pegas. Besarnya gaya Hooke ini secara proporsional akan berbanding lurus dengan jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya, atau lewat rumus matematis dapat digambarkan sebagai berikut: F=k
L
di mana F adalah gaya (dalam unit newton) k adalah konstante pegas (dalam newton per meter) L adalah jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya (dalam unit meter).
Robert Hooke. Tidak berlebihan bila kita menyebutkan bahwa Ilmu Kekuatan Material (Strength of Material), dibangun di atas hukum Hooke. Oleh karenanya nama Robert Hooke sangat familiar bagi siapa saja yang menggeluti dunia mekanika material. Hukum Hooke itu berbunyi, perubahan panjang suatu benda berbanding lurus dengan beban yang diterimanya. Material yang memenuhi syarat ini terkenal dengan nama Hookean Material. Sedangkan yang tidak, seperti karet dan sebagian besar polimer yang superelastis, disebut Non Hookean Material. Hooke adalah seorang genius yang memiliki keahlian di banyak bidang, antara lain biologi, arsitektur, filsafat, mekanika, bahkan astronomi. Tapi sayang Robert Hooke tidak mendapatkan penghargaan yang setimpal dengan karyanya dari sejarah. Salah satu penyebabnya adalah, dia menjadi rival berat Isaac Newton dan menjadi salah satu penentang sengit teori-teori Newton. Pada akhirnya sejarah lebih berpihak kepada Newton, dan menenggelamkan nama Robert Hooke.
Lahir tahun 1635, di Pulau White, dekat kota Portsmouth Inggris bagian selatan. Putera kedua seorang asisten gereja. Setelah lulus dari Oxford University, Hooke memulai karirnya sebagai peneliti dengan menjadi asisten Professor Robert Boyle (perumus hukum termodinamika Boyle). Setelah itu Hooke menjadi sekjen Asosiasi Peneliti London (New Royal Society) yang didirikan oleh ratu Inggris. Pada tahun 1672, Newton yang baru saja menjadi anggota asosiasi tersebut mengeluarkan teorinya bahwa cahaya terdiri dari partikel (corpuscular theory). Terhadap hipotesa ini Hooke menentang dengan sangat sengit dan menguatkan teori bahwa cahaya adalah gelombang (wave theory).. Pada sains modern akhirnya terbukti bahwa cahaya memiliki dualisme antara sifat partikel dan gelombang. Pada tahun 1687, Newton menulis buku fenomenalnya The Principia dan di dalamnya ada hukum mengenai gravitasi universal, yang besarnya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara dua benda. Hukum ini bisa menjelaskan postulat-postulat sebelumnya dari Kepler dan lainnya. Hooke mengklaim bahwa ide besar tersebut berasal darinya dan Newton mengambilnya dari korespondensi mereka berdua. Setelah Hooke meninggal tahun 1703, Newton terpilih menjadi presiden Royal Society. Diceritakan bahwa ketika gedung Royal Society dipindah, Newton melenyapkan semua gambar dan paper Hooke yang ada di dalam gedung lama. Karena itu Hooke terkadang disebut sebagai, “Manusia Yang Dihapus Oleh Newton”. Mungkin karena temperamennya yang dikenal tidak stabil, Hooke meski menyandang julukan Da Vinci abad ke-17 tidak mendapat popularitas yang selevel dengan karya-karyanya.
Elastisitas dibagi menjadi 3 bagian yaitu: • •
A
•
•
Regangan Merupakan hasil meregang dirumuskan regangan= perubahan panjang dibagi panjang mula-mula
•
Modulus Young
• •
B
C
Tegangan Merupakan gaya pada benda karena rentangan 2 titik atau sudut. dirumuskan Tegangan= gaya dibagi luas penampang
Modulus Young Modulus Young adalah ukuran kekakuan suatu bahan elastis dan merupakan kuantitas yang digunakan untuk mengkarakterisasi bahan. Hal ini didefinisikan sebagai rasio dari tegangan uniaksial atas regangan uniaksial dalam kisaran stres yang memegang Hukum Hooke. Dalam mekanika padat, kemiringan kurva tegangan-regangan pada titik apapun disebut modulus tangen. Modulus tangen dari bagian, awal linier dari kurva tegangan-regangan disebut modulus Young, juga dikenal sebagai modulus tarik. Hal ini dapat ditentukan dari eksperimen kemiringan kurva tegangan-regangan tarik yang dibuat selama tes dilakukan pada sampel material. Dalam bahan anisotropik, modulus Young mungkin memiliki nilai yang berbeda tergantung pada arah gaya yang diberikan sehubungan dengan struktur material tersebut. Hal ini juga biasa disebut modulus elastis atau modulus elastisitas, karena modulus Young adalah modulus elastis yang paling umum digunakan, tetapi ada modulus elastisitas lainnya diukur, juga, seperti modulus bulk dan modulus geser. Modulus Young dinamai Thomas Young, ilmuwan abad ke-19 Inggris. Namun, konsep ini dikembangkan tahun 1727 oleh Leonhard Euler, dan percobaan pertama yang menggunakan konsep modulus Young dalam bentuk yang sekarang dilakukan oleh ilmuwan Italia Giordano Riccati pada 1782, mendahului kerja muda dengan 25 tahun.
Modulus Young dapat dirumuskan:
