Pada pembahasan sebelumnya, kita telah
belajar mengenai Hukum Hooke dan Elastisitas. Sekarang, mari kita
pelajari secara lebih mendalam mengenai perubahan bentuk benda ketika
diberikan gaya. Apabila sebuah benda diberikan dua gaya sejajar yang
sama besar tetapi berlawanan arah, di mana masing-masing gaya bekerja
pada kedua ujung benda maka bentuk benda akan berubah. Dalam kehidupan
sehari-hari, terdapat tiga jenis perubahan bentuk benda akibat adanya
gaya tersebut. Mari kita tinjau ketiga jenis perubahan bentuk ini…
Tarikan
Jika sebuah benda digantungkan secara
vertikal dan pada ujung bawah benda dikenai gaya, maka benda akan
mengalami pertambahan panjang (Amati gambar di bawah). Amati
bahwa pada ujung bawah benda tersebut bekerja sebuah gaya luar yang
arahnya ke bawah. pada kondisi ini benda berada dalam
kesetimbangan setelah bertambah panjang sejauh delta L. Berdasarkan hukum II Newton, jika sebuah benda
berada dalam kesetimbangan, maka pasti ada gaya ke atas yang mengimbangi
gaya ke bawah yang bekerja pada ujung bawah benda. Lalu apa yang
memberikan gaya ke atas ? bisa kita tebak, gaya tersebut pasti diberikan
oleh ujung atas benda tersebut. Dengan demikian, ketika sebuah benda
diberikan gaya luar maka akan timbul gaya dalam alias gaya internal pada
benda itu sendiri. Ini adalah gaya tegangan. (Ingat kembali
pembahasan mengenai tegangan tali pada pokok bahasan hukum Newton). Kedua
gaya ini bukan aksi reaksi, karena bekerja pada benda yang sama.
Benda di atas dikatakan mengalami tarikan
atau tegangan tarik. Perubahan bentuk benda di atas dinamakan
regangan. Regangan merupakan perubahan bentuk benda yang
terjadi jika dua gaya yang sama besar dan berlawanan arah diberikan pada
kedua ujung benda, dengan arah menjahui benda, sehingga benda bertambah
panjang sejauh delta L. Regangan alias perubahan
bentuk yang disebabkan oleh tegangan tarik merupakan salah satu
jenis tegangan yang dialami benda.
Tekanan
Selain tegangan tarik, terdapat jenis
tegangan lain yang dikenal dengan julukan tegangan tekan. Tegangan
tekan berlawanan dengan tegangan tarik. Jika pada tegangan
tarik, arah kedua gaya menjahui ujung benda (kedua gaya saling
manjahui), maka pada tegangan tekan, arah kedua gaya saling
mendekati. Dengan kata lain benda tidak ditarik tetapi ditekan
(gaya-gaya bekerja di dalam benda). Silahkan amati gambar di bawah untuk
menambah pemahaman anda.
Perubahan bentuk benda yang disebabkan
oleh tegangan tekan dinamakan mampatan. Tiang-tiang
yang menopang beban, seperti tiang bangunan mengalami tegangan tekan.
Geseran
Selain tegangan tarik dan tegangan
tekan, terdapat juga tegangan geser. Suatu benda
mengalami tegangan geser apabila pada benda tersebut bekerja
dua gaya yang sama besar dan berlawanan arah, di mana gaya tersebut
melintasi sisi yang berlawanan. Amati gambar di bawah.
Untuk menghitung tegangan geser, kita
dapat menggunakan persamaan yang telah kita turunkan pada pembahasan
Hukum Hooke dan elastisitas.
Tetapi
persamaan ini harus kita modifikasi dan disesuaikan dengan perubahan
bentuk benda seperti tampak pada gambar di atas.
Persamaan ini menyatakan hubungan antara
perubahan bentuk benda dengan gaya yang diberikan pada benda tersebut.
Agar lebih memahami persoalan ini, dirimu
bisa mencoba menekan sambil mendorong buku yang tebal.
Jika gaya yang anda berikan sejajar dengan permukaan buku, maka buku
akan berubah bentuk seperti gambar di atas. Semakin tebal buku, semakin
jauh buku tersebut bergeser dibandingkan dengan buku yang kurang tebal (untuk
besar gaya geser yang sama). Pada buku yang anda berikan gaya
geser, bekerja dua gaya geser yang saling mengimbangi, di mana besar
gaya geser tersebut sama, hanya arahnya berlawanan (lihat gambar di
bawah). Benda persegi panjang yang mengalami pergeseran tidak akan
berada dalam keadaan setimbang akibat kedua gaya geser tersebut, karena
akan ada gaya total. Dalam kenyataannya, ketika kita memberikan gaya
geser pada buku yang tebal, misalnya, buku tersebut mengalami pergeseran
dan berada dalam kesetimbangan. Dengan demikian, pada buku tersebut
bekerja juga dua gaya lain, yakni gaya vertikal yang arahnya ke atas dan
gaya vertikal yang arahnya ke bawah, sebagaimana tanpak pada gambar di
bawah.
Wah , ada buku yang kaya balok 
kalo di sekolahmu ga ada buku yang tebal,
ntar kuliah pasti banyak…. buat lempar tikus aja tikusnya bisa mati 
kalo di sekolahmu ga ada buku yang tebal,
ntar kuliah pasti banyak…. buat lempar tikus aja tikusnya bisa mati
Di
bawah ini adalah daftar modulus geser dari berbagai jenis
benda padat.
Patahan
Ketika tegangan yang dialami suatu benda
padat terlalu besar (baik tegangan tarik, tegangan tekan maupun
tegangan geser), maka benda akan mengalami patahan (patah).
Setiap benda memiliki nilai tegangan maksimum. Besar tegangan tarik,
tegangan tekan mapun tegangan geser untuk setiap
benda berbeda-beda. Bisa dihitung dengan persamaan tegangan yang telah
kita turunkan sebelumnya dan disesuaikan dengan jenis tegangan (tegangan
tarik, tegangan tekan dan tegangan geser).
Jadi tegangan yang dialami benda padat
tidak boleh melebihi batas tegangan maksimum. Jika tegangan yang dialami
benda melebihi batas tegangan maksimum maka benda padat tersebut akan
patah. Hal ini harus diperhitungkan secara saksama apabila dirimu
berencana membuat bangunan....
0 komentar: