TEGANGAN DAN REGANGAN

Tegangan dan Regangan - Deformasi adalah perubahan bentuk dan ukuran suatu benda karena adanya pengaruh dari gaya luar. Tegangan (stress) dan regangan (strain) merupakan dua buah jenis deformasi yang bergantung pada sifat elastisitas benda.

Perhatikan gambar di bawah ini:

Gambar di atas menunjukkan sebuah benda elastis yang memiliki panjang L0 dan luas penampang A. benda tersebut diberikan gaya F sehingga bertambah panjang sejauh ΔL. Pada kondisi ini benda mengalami tegangan.

Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan:

Di mana:

σ = Tegangan (Pa)

F = Gaya (N)

A = Luas Penampang (m²)

Menurut Satuan Internasional, satuan untuk tegangan adalah pascal, di mana: 1 Pa = 1 N/m²

Tegangan terbagi menjadi tiga, yaitu regangan, mampatan dan geseran.

 
Gambar Regangan

Gambar Mampatan

Gambar Geseran

Regangan didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula - mula. Regangan dinyatakan dengan:

Di mana:

e    = Regangan

ΔL = Pertambahan Panjang (m)

L    = Panjang Mula - Mula (m)

Regangan merupakan ukuran mengenai seberapa jauh batang tersebut berubah bentuk. Tegangan diberikan pada materi dari arah luar, sedangkan regangan adalah tanggapan materi terhadap tegangan. Pada daerah elastis, besarnya tegangan berbanding lurus dengan regangan. Perbandingan antara tegangan dan regangan benda tersebut disebut modulus elastisitas atau modulus Young. Pengukuran modulus Young dapat dilakukan dengan menggunakan gelombang akustik, karena kecepatan jalannya bergantung pada modulus Young. Secara matematis dirumuskan:

Di mana:

E     = Modulus Young (N/m²)

F      = Gaya (N)

L      = Panjang Mula - Mula (m)

ΔL  = Pertambahan Panjang (m)

A    = Luas Penampang (m²)

Nilai modulus Young hanya bergantung pada jenis benda (komposisi benda), tidak bergantung pada ukuran atau bentuk benda. Tabel di bawah ini menunjukkan beberapa nilai modulus young.

Bahan	Modulus Young (N/m2)
Aluminium	70 x 109
Baja	200 x 10 9
Besi, Gips	100 x 109
Beton	20 x 109
Granit	45 x 109
Karet	0,5 x 109
Kuningan	90 x 109
Nikel	210 x 10 9
Nilon	5 x 109
Timah	16 x 109