MATERI MEKANIKA BAHAN

Massa Jenis dan Berat Jenis

    1. Massa Jenis

        Massa Jenis atau rapat massa ( massa density )adalah: besaran yang menyatakan ukuran kerapatan partikel-partikel penyusun bahan. Kerapatan dinyatakan dengan hubungan massa dibagi volume. Bentuk persamaanya adalah:

            

     m = massa ( kg )

     v  = volume ( m³)

= massa jenis ( kg / m³ )

Satuan massa jenis juga sering ditulis gram / cc atau gram / cm³ .yang setara dengan satuan dalam SI adalah :

      1 gram / cm³ =  kg/m³ = 10³ kg /m³

 

   2. Berat Jenis

         Berat jenis ( spesific grafity ) adalah berat zat itu per satuan volume. Perlu diperhatikan istilah berat dan masa. Massa tidak memperhatikan grafitasi bumi, sedang berat memperhitungkan grafitasi. Bentuk persamaanya adalah:

      Bj =

Keterangan:

       Bj = berat jenis ( N/m³ )

       W = berat benda ( N )

       V   = volume benda ( m³ )

Hubungan massa jenis dan berat jenis adalah:

            

Keterangan:

       Bj = berat jenis ( N/m³ )

       W = berat benda ( N )

       V   = volume benda ( m³ )

      m = massa ( kg )

     = massa jenis ( kg / m³ )

       g = percepatan grafitasi bumi ( m/s² )

Tabel Rapat massa ( massa jenis ) beberapa jenis bahan

Nama Zat	Rapat Massa
	Kg/m3	gr /cm3
Zat Padat Alumunium Perunggu Tembaga Emas Besi Timah hitam Platina Perak Timah Seng Es Zat Cair Alkohol Bensin Darah Air Raksa Air Gas ( 00C, 1 atm ) Udara Amonia Butan Karbon dioksida Karbon monoksida Chloor Helium Hidrogen Kripton Neon Nitrogen Nitrogen dioksida Oksigen Belerang diosida	2.700 8.500 8.900 19.300 7.900 11.400 21.500 10.500 7.300 7.100 910 790 900 1.040 13.600 1.000 1,293 0,771 2,519 1,980 1,250 3,124 0,180 0,090 3,708 0,900 1,250 1,978 1,430 2,927	2,7 8,5 8,9 19,3 7,9 11,4 21,5 10,5 7,3 7,1 0,910 0,79 0,90 1,04 13,6 1,000 0,00129 0,00077 0,00252 0,00198 0,00125 0,00312 0,00018 0,00009 0,00371 0,00090 0,00125 0,00198 0,00143 0,00293

A. Elastisitas bahan

Saat kalian bermain karet dengan cara ditarik karet semakin panjang dan jika gayatarik dihilangkan maka karet akan kembali seperti semula. Lain halnya jika kalian menekan plastisin atau tanah liat, saat ditekan akan berubah bentuknya, dan jika gaya dihilangkan maka bentuknya tidak kembali seperti semula, untuk jelasnya perhatikan pembahasan berikut !

1.   Benda elastis

Benda elastis yaitu benda yang apabila diberi  gaya luar terjadi perubahan bentuk dan apabila gaya luar itu dihilangkan, benda segera berubah ke bentuk semula.

Contoh: karet, pegas.

2.   Benda tidak elastis (benda plastis)

Benda tidak elastis yaitu benda yang apabila diberi  gaya luar terjadi perubahan bentuk dan apabila gaya luar itu dihilangkan, benda tidak  berubah ke bentuk semula.

Contoh: plastisin, tanah liat.

3.   Elastisitas

Elastisitas yaitu kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar yang bekerja pada benda itu dihilangkan.

1. Perubahan Bentuk.

Benda jika dikenahi gaya maka akan berubah bentuknya, perubahan bentuk tergantung pada arah dan letak gaya-gaya yang diberikan

1    Rengangan

Rengangan yaitu perubahan bentuk  yang terjadi pada benda karena pada masing-masing ujung benda bekerja dua gaya sama besar berlawanan arah yang saling menjauhi (masing-masing ujung ditarik kearah luar).

    

      2    Mampatan

Mampatan yaitu perubahan bentuk  yang terjadi pada benda karena pada masing-masing ujung ujung ditekan dengan gaya sama besar .

      3.   Geseran

Geseran yaitu perubahan bentuk  yang terjadi pada benda karena pada  dua gaya yang sama besar berlawanan arah  bekerja pada masing-masing bidang sisi.

B. Gaya Pegas

1. Hukum Hooke

Pengertian Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya yang meregangkan suatu zat elastis dan pertambahan panjang zat elastis. "Pada daerah elastisitas benda, gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan pertambahan panjang benda".disebut Hukum Hooke.

Elastisitas adalah : Kecenderungan pada suatu benda untuk berubah dalam bentuk baik panjang, lebar maupun tingginya, tetapi massanya tetap, hal itu disebabkan oleh gaya-gaya yang menekan atau menariknya, pada saat gaya ditiadakan bentuk benda kembali seperti semula.

Tanda (-) menunjukkan bahwa arah gaya (F) berlawanan dengan arah simpangan (y). Grafik hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang (y) pegas.

Contoh Konsep Hukum Hooke :
Sebuah pegas panjangnya mula-mula 20 cm. Oleh karena pegas ditarik dengan gaya 20 N, panjang pegas menjadi 25 cm. Tentukan konstanta pegas !

Pembahasan :

Diketahui : F       =    20 N  

                xo     =    20 cm = 0,2 m  

                x       =    25 cm = 0,25 m  

                 x   =    0,25-0,2 = 0,05 m

Ditanyakan : K?
Jawab :

2.Susunan Pegas

Beberapa buah pegas dapat disusun secara susunan pegas seri dan susunan pegas peralel. a.     Susunan Pegas Seri Dua pegas atau lebih dirangkai seri: Besar Konstanta pegas pengganti, pada rangkaian seri : Contoh penerapan konsep susunan seri pegas. Dua buah pegas disusun seri seperti pada gambar, jika masing-masing pegas mempunyai konstanta sebesar 400Nm-1, dan massa beban 5kg. Tentukan besar pertambahan panjangnya. Pembahasan : b.     Susunan Pegas Paralel Dua pegas atau lebih disusun paralel : Besar Konstanta pegas pengganti, pada rangkaian paralel : kp = k1 + k2 + .... k  = konstanta pegas pengganti dalam N/m k1= konstanta pegas 1 dalam N/m k2= konstanta pegas 2 dalam N/m Contoh penerapan konsep susunan seri pegas. Dua buah pegas disusun paralel seperti pada gambar, jika masing-masing pegas mempunyai konstanta sebesar 100Nm-1dan 200 Nm-1, digantungkan beban sehingga bertambah panjang 5cm. Tentukan gaya beban tersebut. Pembahasan : Diketahui : k1   = 100Nm-1 k2   = 200Nm-1  x = 5.10-2m Ditanyakan : m Jawab : kp   =  k1 + k2       = 100Nm-1 + 200Nm-1 = 300Nm-1 F    =  k.x = 300Nm-1.5.10-2m F    =  15N

Tweet