Sebuah kawat logam dengan diameter 1,25 mm dan panjangnya 80cm

Berikut ini adalah pertanyaan dari Wiwitganteng3743 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Pertama

Sebuah kawat logam dengan diameter 1,25 mm dan panjangnya 80cm di gantungi beban bermassa 10 kg ternyata kawat tersebut bertambah panjang 0,51 mm.

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Mungkin maksud Anda : " Sebuah kawat logam dengan diameter 1,25 mm dan panjangnya 80cm di gantungi beban bermassa 10 kg ternyata kawat tersebut bertambah panjang 0,51 mm. Tentukan nilai tegangan, regangan, dan modulus elastisitas ! "

______

Jadi,

Nilai tegangan dari kawat tersebut hampir mendekati $\sf{\bold{5,66 \times 10^7 \: N/m^2}}$ .
Nilai regangan dari kawat tersebut adalah $\sf{\bold{6,375 \times 10^{-4}}}$ .
Nilai modulus elastisitas dari kawat tersebut hampir mendekati $\sf{\bold{8,88 \times 10^{10} \: N/m^2}}$ .

Pendahuluan

Hai ! Disini saya akan membantu Anda untuk membahas materi mengenai "tegangan, regangan, dan modulus elastisitas". Ketiga besaran tersebut identik dengan materi pegas atau sejenisnya yang berupa kawat digantungi oleh benda. Berikut perbedaan antara tiga besaran tersebut.

Tegangan ( $\sf{\sigma}$ )

Tegangan adalah suatu besaran yang menyatakan adanya gaya tarik (disebabkan oleh benda yang menggantung) yang dirasakan tiap satuan luas penampang kawat.

Regangan (e)

Regangan adalah suatu besaran yang menyatakan perbandingan antara pertambahan panjang kawat dengan panjang awal kawat. Regangan berupa besaran yang tak bersatuan.

Modulus elastisitas (E)

Modulus elastisitas adalah suatu besaran yang menyatakan perbandingan antara tegangan dan regangan pada suatu kawat yang digantungi benda.

Pembahasan

Perhatikan persamaan-persamaan di bawah ini jntuk menyelesaikan kasus tersebut.

Persamaan Tegangan (Kawat)

$\boxed{\sf{\bold{\sigma = \frac{F}{A}}}}$

Persamaan Regangan

$\boxed{\sf{\bold{e = \frac{\Delta x}{x}}}}$

Persamaan Modulus Elastisitas

$\boxed{\sf{\bold{E = \frac{\sigma}{e}}}}$

Dengan ketentuan :

$\sf{\sigma}$ = tegangan kawat (N/m²)
e = regangan kawat
E = modulus elastisitas (N/m²)
F = gaya beban yang diberikan pada kawat (N)
A = luas penampang kawat (m²)
$\sf{\Delta x}$ = perubahan panjang kawat (m)
x = panjang kawat mula-mula (m)

Langkah Penyelesaian

Diketahui:

m = massa benda = 10 kg
g = percepatan gravitasi = 10 m/s²
d = diameter kawat = 1,25 mm = $\sf{1,25 \times 10^{-3}}$ m.
$\sf{\Delta x}$ = perubahan panjang kawat = 0,51 mm = $\sf{5,1 \times 10^{-4}}$ m.
x = panjang kawat mula-mula = 80 cm = 800 mm = $\sf{8 \times 10^{-1}}$ m.

Ditanya :

E = modulus elastisitas = ... N/m²

Jawaban :

Cari nilai gaya beban yang menggantung pada kawat

$\sf{F = m \times g}$

$\sf{F = 10 \times 10}$

$\sf{\bold{F = 100 \: N}}$

Cari nilai tegangan kawat. Ingat luas penampang terdapat kata "diameter", kita bisa menggunakan rumus luas lingkaran.

$\sf{\sigma = \frac{F}{A}}$

$\sf{\sigma = \frac{F}{\frac{1}{4}\pi \times d^2}}$

$\sf{\sigma = \frac{4F}{\pi \times d^2}}$

$\sf{\sigma = \frac{4(100)}{\pi \times (1,25 \times 10^{-3})^2}}$

$\sf{\sigma \approx \frac{400}{3,14 \times 2,25 \times 10^{-6}}}$

$\sf{\sigma \approx 56,6 \times 10^6}$

$\sf{\bold{\sigma \approx 5,66 \times 10^7 \: N/m^2}}$

Cari nilai regangan kawat.

$\sf{e = \frac{\Delta x}{x}}$

$\sf{e = \frac{5,1 \times 10^{-4}}{8 \times 10^{-1}}}$

$\sf{e = 0,6375 \times 10^{-4-(-1)}}$

$\sf{e = 0,6375 \times 10^{-3}}$

$\sf{\bold{e = 6,375 \times 10^{-4}}}$

Cari nilai modulus elastisitas (modulus young).

$\sf{E = \frac{\sigma}{e}}$

$\sf{E = \frac{5,66 \times 10^7}{6,375 \times 10^{-4}}}$

$\sf{E \approx 0,888 \times 10^{7-(-4)}}$

$\sf{E \approx 0,888 \times 10^{11}}$

$\sf{\bold{E \approx 8,88 \times 10^{10} \: N/m^2}}$

Kesimpulan

Jadi,

Nilai tegangan dari kawat yang digantungi benda itu hampir mendekati $\sf{\bold{5,66 \times 10^7 \: N/m^2}}$ .
Nilai regangan dari kawat tersebut adalah $\sf{\bold{6,375 \times 10^{-4}}}$ .
Nilai modulus elastisitas dari kawat tersebut hampir mendekati $\sf{\bold{8,88 \times 10^{10} \: N/m^2}}$ .

Pelajari Lebih Lanjut

Persamaan dan keterangannya tentang tegangan, regangan, dan modulus elastisitas yomemimo.com/tugas/13804665
Menghitung nilai tetapan gaya pada baja yomemimo.com/tugas/23942568
Pertambahan panjang pegas menurut Hukum Hooke yomemimo.com/tugas/5476110

Detail Jawaban

Kelas : 11

Mata Pelajaran : Fisika

Materi : Bab 2 – Elastisitas dan Hukum Hooke

Kode Kategorisasi: 11.6.2

Kata Kunci: tegangan; regangan; modulus elastisitas; menghitung nilai tegangan, regangan, dan modulus elastisitas.

#SolusiBrainlyCommunity

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh MDKP dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Sun, 09 Oct 22

<< Previous Post

Next Post >>

Kerjakan soal, tugas, & PR sekolah semakin mudah