Elastisitas (fisika)

Dalam fisika, elastisitas atau kelentingan (dari Yunani ἐλαστός "ductible") adalah kecenderungan bahan padat untuk kembali ke bentuk aslinya setelah terdeformasi. Benda padat akan mengalami deformasi ketika gaya diterapkan padanya. Jika bahan tersebut elastis, benda tersebut akan kembali ke bentuk dan ukuran awalnya ketika gaya dihilangkan.

Batang melenting getar adalah contoh sistem dasar dalam fisika dengan tenaga potensial lenting yang diubah menjadi teng kinetik dan sebaliknya.

Alasan fisika untuk perilaku elastis bisa sangat berbeda untuk bahan yang berbeda. Dalam logam, kisi (lattice) atom berubah ukuran dan bentuk ketika kerja diterapkan (tenaga ditambahkan pada sistem). Ketika gaya dihilangkan, kisi-kisi kembali ke keadaan tenaga asli yang lebih rendah. Untuk karet dan polimer lain, kelentingan disebabkan oleh peregangan rantai polimer ketika kerja diterapkan.

Elastisitas sempurna hanya merupakan perkiraan dari yang sebenarnya dan beberapa bahan tetap murni elastis bahkan setelah deformasi yang sangat kecil. Dalam rekayasa, jumlah elastisitas suatu material ditentukan oleh dua jenis parameter material. Jenis pertama parameter material disebut modulus yang mengukur jumlah gaya per satuan luas (stress) yang diperlukan untuk mencapai sejumlah deformasi tertentu. Satuan modulus adalah pascal (Pa) atau pon gaya per inci persegi (psi, juga lbf/in ²). Modulus yang lebih tinggi biasanya menunjukkan bahwa bahan tersebut sulit untuk mengalami deformasi. Tipe kedua parameter mengukur batas elastis. Batas dapat menjadi stress luar di mana materi tidak lagi elastis atau deformasi luar di mana elastisitas hilang.

Ketika menggambarkan elastisitas relatif dari dua bahan, baik modulus dan batas elastis harus diperhitungkan. Karet biasanya memiliki modulus rendah dan cenderung untuk meregang jauh (yaitu, mereka memiliki batas elastis tinggi) dan tampak lebih elastis daripada logam (modulus tinggi dan batas elastis rendah) dalam kehidupan sehari-hari. Dari dua bahan karet dengan batas elastis yang sama, satu dengan modulus yang lebih rendah akan tampak lebih elastis.

Kelentingan linear

Seperti disebutkan di atas, untuk deformasi kecil, bahan yang paling elastis seperti pegas menunjukkan kelentingan linear dan dijelaskan oleh hubungan linear antara tegangan dan regangan. Hubungan ini dikenal sebagai hukum Hooke. Sebuah versi tergantung geometri ide ^[1] pertama kali dirumuskan oleh Robert Hooke pada tahun 1675 sebagai anagram Latin, "ceiiinosssttuv". Ia menerbitkan jawabannya pada tahun 1678: "Ut tensio, sic vis" yang berarti "Sebagai perpanjangan, sehingga kekuatan",^[2]^[3]^[4]hubungan linear yang biasa disebut sebagai hukum Hooke. Hukum ini dapat dinyatakan sebagai hubungan antara gaya $F$ dan perpindahan $x$ ,

F=-kx,

di mana $k$ adalah konstanta pegas. Dapat juga dituliskan sebagai hubungan antara tegangan $σ$ dan regangan $\varepsilon$ :

\sigma =E\varepsilon ,

dengan $E$ adalah modulus elastisitas atau modulus Young.

Batasan

Elastisitas suatu material ditentukan oleh gaya eksternal yang dialaminya dari material lain. Gaya eksternal dapat mengubah kondisi elastisitas suatu material akibat adanya tegangan mekanis yang sangat besar nilainya. Tegangan mekanis yang terlalu besar dapat menyebabkan struktur internal dari suatu material elastis menjadi rusak atau terputus. Rusaknya struktur internal hingga terputus kemudian mengakibatkan elastisitas dari suatu material menjadi tidak ada sama sekali.^[5]

Lihat juga

Referensi

^ Deskripsi perilaku materi harus independen dari geometri dan bentuk objek yang terbuat dari bahan yang dipertimbangkan. Versi asli dari hukum Hooke melibatkan konstanta kekakuan yang tergantung pada ukuran awal dan bentuk objek. Oleh karena itu kekakuan yang konstan tidak sepenuhnya properti material.
^ Atanackovic, Teodor M.; Guran, Ardéshir (2000). "Hooke's law". Theory of elasticity for scientists and engineers. Boston, Mass.: Birkhäuser. hlm. 85. ISBN 978-0-8176-4072-9.
^ "Strength and Design". Centuries of Civil Engineering: A Rare Book Exhibition Celebrating the Heritage of Civil Engineering. Linda Hall Library of Science, Engineering & Technology. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-11-13. Diakses tanggal 2014-08-08. ^{[halaman dibutuhkan]}
^ Bigoni, D. Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge University Press, 2012 . ISBN 978-1-107-02541-7.^{[halaman dibutuhkan]}
^ Santoso, Didik R. (2017). Tim UB Press, ed. Pengukuran Stress Mekanik Berbasis Sensor Piezoelektrik: Prinsip Desain dan Implementasi. Malang: UB Press. hlm. 3.

[1] Deskripsi perilaku materi harus independen dari geometri dan bentuk objek yang terbuat dari bahan yang dipertimbangkan. Versi asli dari hukum Hooke melibatkan konstanta kekakuan yang tergantung pada ukuran awal dan bentuk objek. Oleh karena itu kekakuan yang konstan tidak sepenuhnya properti material.

[2] Atanackovic, Teodor M.; Guran, Ardéshir (2000). "Hooke's law". Theory of elasticity for scientists and engineers. Boston, Mass.: Birkhäuser. hlm. 85. ISBN 978-0-8176-4072-9.

[3] "Strength and Design". Centuries of Civil Engineering: A Rare Book Exhibition Celebrating the Heritage of Civil Engineering. Linda Hall Library of Science, Engineering & Technology. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-11-13. Diakses tanggal 2014-08-08. ^{[halaman dibutuhkan]}

[4] Bigoni, D. Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge University Press, 2012 . ISBN 978-1-107-02541-7.^{[halaman dibutuhkan]}

[5] Santoso, Didik R. (2017). Tim UB Press, ed. Pengukuran Stress Mekanik Berbasis Sensor Piezoelektrik: Prinsip Desain dan Implementasi. Malang: UB Press. hlm. 3.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]