Modulus elastisitas atau disebut juga dengan modulus young berkaitan erat dengan teori elastisitas benda. Lalu apa itu Modulus elastisitas? Menurut Jesse Russell dan Ronald Cohn tahun 2012, modulus Young adalah ukuran kekakuan bahan elastis dan merupakan besaran yang digunakan untuk mengkarakterisasi bahan.
Modulus young berkaitan dengan ukuran tegangan dan regangan suatu benda. Untuk mengetahui lebih lengkap tentang modulus elastisitas (young), simak artikel dibawah ini tentang pengertian modulus elastisitas, rumus dan contoh soal dengan penjelasan terlengkap.
Baca Juga : Hukum Hooke
Pengertian Modulus Elastisitas (Young)
Modulus elastisitas atau modulus young adalah besar gaya yang dibutuhkan tiap satuan luas penampang batang agar batang mengalami pertambahan panjang. Modulus young berkaitan dengan ukuran tegangan dan regangan suatu benda. Gaya yang dibutuhkan tiap satuan luas penampang disebut dengan tegangan. Sedangkan pertambahan panjang dari panjang semula disebut dengan regangan.
Sederhananya, modulus elastisitas (young) adalah perbandingan antara tegangan dan regangan. Tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan regangan tergantung dari sifat bahan dari benda yang mendapatkan tegangan. Berikut penjelasan tegangan dan regangan.
Tegangan
Tegangan adalah gaya persatuan luas penampang yang disimbolkan dengan huruf Sigma (σ) dan satuan N/m². Secara matematis, tegangan dirumuskan sebagai berikut:
σ = F/A
Keterangan:
σ = tegangan (N/m²)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m²)
Regangan
Regangan adalah perbandingan pertambahan panjang suatu benda terhadap panjang awal benda yang disimbolkan dengan e dan regangan tidak memiliki satuan. Secara matematis, regangan dirumuskan sebagai berikut:
e = Δl/l0
Keterangan:
e = regangan
Δl = pertambahan panjang (m)
l0 = panjang mula-mula (m)
Dibawah ini merupakan tabel nilai modulus young dari beberapa bahan, antara lain:
[table id=33 /]
Dalam fisika, modulus elastisitas disimbolkan dengan E atau Y yang dinyatakan dengan satuan N/m².
Berdasarkan jenis satuannya, modulus elastisitas adalah besaran turunan yang diturunkan dari besaran panjang, massa dan waktu. Besaran tersebut juga termasuk dalam besaran saklar sehingga pernyataannya dengan menggunakan nilai atau angka saja.
Baca Juga : Hukum Coulomb
Rumus Modulus Elastisitas (Young)
Menurut Hooke, modulus elastisitas (young) adalah perbandingan antara tegangan dan regangan suatu benda. Maka secara matematis, modulus elastisitas dirumuskan dengan sebagai berikut:
E = σ/e
Keterangan:
E = Modulus elastisitas (Young) (N/m²)
σ = tegangan (N/m²)
e = regangan
Karena σ = F/A dan e = Δl/l0, maka rumus di atas bisa juga dituliskan menjadi:
E = F/A/Δl/l0
Baca Juga : Hukum Pascal
Contoh Soal Modulus Elastisitas (Young)
Seutas kawat panjangnya 50 cm dan luas penampang 2 cm2. Sebuah gaya 50 N bekerja pada kawat tersebut sehingga kawat bertambah panjang menjadi 50,8 cm. Hitunglah:
- Regangan (strain) kawat
- Tegangan (stress) kawat
- Modulus elastisitas kawat
Jawab:
Diketahui:
l0 = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10-1 m
Δl = 50 cm – 50,8 cm = 0,8 cm = 8 x 10-3 m
A = 2 cm2 = 2 x 10-4 m2
F = 50 N
Ditanyakan:
- e……?
- σ…..?
- E….?
Penyelesaian:
- Regangan (strain) kawat (e)
e = Δl/l0
= 8 x 10-3/5 x 10-1
= 1,6 x 10-2
Jadi, regangan kawat tersebut adalah 1,6 x 10-2.
- Tegangan (stress) kawat (σ)
σ = F/A
= 50/2 x 10-4
= 2,5 x 105 N/m2
Jadi, tegangan kawat tersebut adalah 2,5 x 105 N/m2.
- Modulus elastisitas kawat
E = σ/e
= 2,5 x 105 / 1,6 x 10-2
= 1,6 x 107 N/m2
Jadi, modulus elastisitas kawat adalah 1,6 x 107 N/m2.
Baca Juga: Materi Gaya Pegas
Demikian artikel mengenai Pengertian Modulus Elastisitas (Young). Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.