kawat baja dengan panjang 2m ditarik dengan gaya 1000 N. sehingga bertambah panjang 1cm. modulus baja 2.10^11 N/m^2 a.) hitung regangan kawat b.) berapa teganga

Kategori: Fisika - Elastisitas
Kelas: XI SMA
Kata Kunci: tegangan. regangan, modulus young, gaya, luas penampang, panjang kawat
Pembahasan:

Diketahui:
x₀ = 2 m 
F = 1000 N
Δx = 1 cm ⇒ 10⁻² m
E = 2 × 10⁻¹¹ N/m²

Ditanya:
a) ε = ...?
b) σ = ...?
c) A = ...?

Penyelesaian:

Regangan merupakan nilai perbandingan antara pertambahan panjang kawat terhadap panjang kawat mula-mula. Sehingga dapat dirumuskan sebagai:
ε = Δx / x

Tegangan merupakan nilai dari gaya yang diberikan tiap satuan luas penampang kawat tersebut. Sehingga dapat dirumuskan sebagai:
σ = F / A

Luas penampang merupakan luas dari permukaan kawat. Untuk menentukannya dapat dicari dari tegangan, regangan, maupun modulus young.

Rumus untuk modulus young adalah:
E = Fx / AΔx

Berdasarkan data yang diketahui, untuk saat ini kita hanya dapat mengetahui nilai regangan kawat.
ε = Δx / x
   = [tex] \frac{10^{-2} m}{2 m} [/tex]
   = 5 × 10⁻³

Karena modulus young, gaya, panjang mula-mula, dan pertambahan panjangnya telah diketahui, maka kita dapat mencari luas penampang.

E = Fx / AΔx
A = Fx / EΔx
   = [tex] \frac{(1000 N)(2 m)}{(2 . 10^{11})(10^{-2}m) } [/tex]
   = [tex] \frac{2000}{2 . 10^{9} } [/tex]
   = 10⁻⁶ m²

Besar tegangan kawat.
σ = [tex] \frac{F}{A} [/tex]
   = [tex] \frac{1000 N}{10 ^{-6}m^{2} } [/tex]
   = 10⁹ Pa