Modulus kelentingan merupakan besaran yang melukiskan sifat-sifat kelentingan suatu bahan tertentu, tetapi tidak menunjukkan secara langsung pengaruh gaya terhadap perubahan bentuk yang dialami oleh suatu batang, kabel atau pegas (per) yang dibuat dari bahan tertentu.
Dari persamaan Modulus Young (3) akan diperoleh:
Y = (F/A) / (∆L/Lo ) (3)
F = (YA/Lo) ∆L (4)
Dalam persamaan ini, YA/Lo dinyatakan sebagai konstanta tunggal k dan renggangan ∆L dinyatakan dengan x, maka
F = kx (5)
Persamaan ini menyatakan bahwa bertambahnya panjang sebuah benda yang terenggang berbandning lurus dengan besar gaya yang menariknya. Pernyataan ini merupakan Hukum Hooke.
Apabila pegas (per) yang berbentuk sulur diregang, perubahan bentuk kawat pegas tersebut merupakan gabungan antara tarikan, lenturan, dan puntiran, tetapi pertambahan panjang pegas secara keseluruhan berbanding lurus dengan gaya yang menariknya. Konstanta k disebut dengan konstanta gaya pegas atau koefisien kekakuan pegas. Satuan k adalah newton/meter, dyne/cm atau lb/ft.
Hukum Hooke menyatakan besarnya gaya yang mengakibatkan perubahan bentuk (panjang) pegas sebanding dengan perubahan panjang yang terjadi, asalkan batas kelentingannya tidak terlampaui.
Gaya pemulihan merupakan gaya yang akan mengembalikan pegas (benda) ke bentuk semula, ditentukan oleh:
F = -kx (6)
Dalam hal ini tanda minus (-) menyatakan bahwa arah gaya dengan arah simpangan (x) berlawanan arah.
Gambar 2.3. Pegas
Gambar di atas melukiskan sebuah pegas yang digantung. Pada ujung bawah pegas diberi beban sehingga terlihat perubahan panjang pegas. Resultan gaya yang bekerja pada beban tersebut hanya gaya lenting pemulihan F=-kx.
Berdasarkan Hukum Newton :
F = mg (7)
maka,
-kx = mg (8)
k = -mg/x (9)
k = -mg/x (9)
Dalam hal ini m adalah massa benda.
Categories: