Contoh Soal Elastisitas Zat Padat

Elastisitas adalah kemampuan suatu zat untuk mengembang atau mengkerut kembali ke bentuk asalnya setelah diberikan gaya. Zat padat dapat memiliki elastisitas yang berbeda-beda tergantung pada struktur dan komposisinya. Untuk mengukur elastisitas zat padat, digunakan konsep elastisitas modulus.

Elastisitas modulus adalah konsep yang mengukur seberapa banyak suatu zat padat dapat mengalami deformasi ketika diberikan gaya. Terdapat beberapa jenis elastisitas modulus yang umum digunakan, di antaranya adalah modulus Young, modulus geser, dan modulus bulk. Ketiga jenis modulus ini dapat digunakan untuk mengukur elastisitas zat padat dalam berbagai macam aplikasi.

Contoh soal elastisitas zat padat dapat diberikan sebagai berikut:

1. Diketahui sebuah kawat baja memiliki panjang awal 5 meter dan diameter 0,02 meter. Jika kawat tersebut diberikan gaya tarik sebesar 5000 Newton, maka berapa besar elastisitas modulus Young kawat baja tersebut?

Jawaban:
Diketahui:
Panjang awal (L) = 5 meter
Diameter (d) = 0,02 meter
Gaya tarik (F) = 5000 Newton

Kita dapat menghitung luas penampang (A) kawat dengan rumus:

A = π/4 x d² = 3,14/4 x 0,02² = 0,000314 meter persegi

Kita juga dapat menghitung regangan (ε) kawat dengan rumus:

ε = ΔL/L = F/(A x E x L)

Elastisitas modulus Young (E) dapat dihitung dengan rumus:

E = F/(A x ε x L) = 5000/(0,000314 x 0,002 x 5) = 100 x 10^9 N/m²

Maka elastisitas modulus Young kawat baja tersebut adalah 100 x 10^9 N/m².

2. Diketahui sebuah benda padat memiliki volume awal 0,1 meter kubik dan massa 500 gram. Jika benda tersebut diberikan tekanan sebesar 10 N/m², maka berapa besar modulus bulknya?

Jawaban:
Diketahui:
Volume awal (V) = 0,1 meter kubik
Massa (m) = 500 gram
Tekanan (P) = 10 N/m²

Kita dapat menghitung densitas (ρ) benda dengan rumus:

ρ = m/V = 500/0,1 = 5000 kg/m³

Kita juga dapat menghitung regangan volumetrik (ε) benda dengan rumus:

ε = ΔV/V = -P/B

Modulus bulk (B) dapat dihitung dengan rumus:

B = -P/ε = -10/(ΔV/V) = -10/(0,1 x 10^-6) = 100 x 10^6 N/m²

Maka modulus bulk benda padat tersebut adalah 100 x 10^6 N/m².

Contoh soal elastisitas zat padat dapat membantu dalam memahami konsep elastisitas modulus dan mengukur elastisitas suatu zat padat dalam berbagai macam aplikasi
Chord Legendaris Deddy Dores.