Soal dan Pembahasan Materi Elastisitas Zat Padat

1. Samsul mempunyai sebuah kawat dengan luas penampang 4mm², kemudian Samsul menariknya dengan gaya 7 N, sehingga bertambah panjang sebesar 1,05 cm. Bila, panjang kawat mula-mula adalah 40 cm, berapakah modulus elastisitas kawat tersebut?

Diketahui :

A= 4 mm² → 4×10^-6

F = 7 N

∆L = 1,05 cm → 105×10^-4

L = 40 cm → 4×10^-1

Ditanyakan : E ?
Jawab : 

2. Sebuah pegas diberi beban sebesae 50 gr pada ujung pegas tersebut, sehingga pegas tersebut bertambah panjang sebesar 16 cm. Jika, beban pegas itu diganti menjadi 70 gr, berapakah pertambahan panjang yang dialami pegas tersebut?

Diketahui :

m₁ = 50 gr

M2 = 70 gr

∆x₁= 16 cm

Ditanyakan : ∆x₂ ?
Jawab :

3. Sebuah batang baja yang panjangnya 2 m, ditarik oleh sebuah gaya sehingga panjangnya menjadi 2,004 m. Berapakah regangan batang baja tersebut?

Diketahui :

l = 2 m

∆l= 2,004 – 2 = 0,004 m  
Ditanyakan : e ?
Jawab :

4. Jika untuk menarik sebuah pegas agar bertambah panjang 20 cm, dibutuhkan gaya sebesar 10 N, maka konstanta pegas tersebut adalah… N/m

Diketahui : 

∆l = 20 cm → 0,2 m
F = 10 N 
Ditanyakan : K ?
Jawab:

5. Seutas kawat dengan luas penampang 6 mm2 ditarik oleh gaya 4,2 N sehingga panjangnya dari 60 cm menjadi 61,2 cm. Hitunglah tegangan, regangan, dan modulus elastisitas kawat!

Diketahui :

A = 6 mm2 = 6×10-6 m2

F = 4,2 N

L = 60 cm

∆L = 61,2−60 = 1,2 cm

Ditanyakan : σ? e? E?
Jawab :

6. Apabila modulus elastisitas logam 3,0×10⁸ N/m². Berapakah gaya yang diperlukan untuk menarik seutas kawat aluminium uang panjangnya 6 m dan luas penampangnya 0,10 m², agar kawat bertambah panjang 7,4 mm!

Diketahui :

E = 3,0 × 10⁸ N/m²

L = 6 m

∆l = 7,4 mm = 1,4 × 10^-3 m

A = 0,10 m²

Ditanyakan : F?
Jawab :

7. Sebuah kawat mempunyai panjang awal 20cm. Ketika ditarik dengan gaya 10 N, kawat bertambah panjang 2 cm. Agar pertambahan panjang menjadi 6 cm, maka besar gaya tarik adalah ….

Diketahui : F = 10 N

∆x = 2 cm = 0,02 m

Ditanyakan : F jika ∆x = 6 cm = 0,06 m
Jawab :

8. Sebuah kawat dengan luas penampang 5 mm² ditarik oleh gaya sebesar 20 N hingga panjangnya menjadi 2 kali lipatnya, maka berapakah tegangan yang dialami kawat itu?

Diketahui :

F = 20 N

A = 5×10^-6

∆L = 2L

Ditanyakan :σ ?

Jawab :

9. Sebuah pegas meregang 30 mm ketika ditarik oleh gaya 5 N, berapakah pertambahan panjangnya jika diberikan gaya 15 N?

Diketahui :

∆l₁= 30 mm

F₁ = 5 N

F₂ = 15 N

Ditanyakan : ∆l₂?

Jawab :

10. Sebuah kawat logam dengan diameter 1,25 mm dan panjangnya 80 cm digantungi beban bermassa 10 kg. Ternyata, kawat tersebut bertambah panjang 0,51 mm. Tentukan: 

• Tegangan
• Regangan 
• Modulus young

Diketahui :

d = 1,25 mm

l = 80 cm

m = 10 kg

∆L = 0,51 mm

Ditanyakan :σ? e? E?
Jawab :

11. Benda bermassa 4,5 kg digantungkan pada pegas sehingga pegas itu bertambah panjang sebesar 9 cm. Berapakah tetapan gaya tersebut?

Diketahui :

m = 4,5 kg

g = 10 m/s² 

∆x = 9 cm

Ditanyakan : K?

Jawab :

12. Sebuah kawat memiliki luas penampang 2 mm², kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 5,4 N sehingga bertambah panjang sebesar 5 cm. Bila, panjang kawat mula-mula 30 cm. Berapakah modulus elastisitas dari kawat tersebut?

Diketahui :

A = 2 mm2

F = 5,4 N

∆l = 5 cm = 5.10^-2

l = 30 cm = 3.10^-1

Ditanyakan : E?

Jawab :

13. Sebuah kawat luas penampangnya 4 mm², kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 8 N sehingga bertambah panjang 0,08 cm. Bila panjang kawat mula-mula 60 cm,berapakah tegangan dan regangan kawat tersebut?

Diketahui :
A = 4 mm² = 4.10^-6 m²

F = 8 N

∆L = 0,08 cm = 8.10^-4 m

L = 60 cm

Ditanyakan :  σ? e?

Jawab : 

14. Sebuah beban 40 N digantungkan pada kawat yang panjangnya 2,0 m dan luas penampangnya 8×10^-5 m² hingga menghasilkan pertambahan panjang 0,1 m. Hitunglah :

• Tegangan (σ)
• Regangan (e)
• Modulus elastis kawat (E) 

Diketahui :
 F = 40 N
L = 2 m
A = 8×10^-5
∆L = 0,1 mm
Ditanyakan : σ? e? E?
Jawab :

15. Dimensi dari modulus young adalah …

16. Andi mempunyai sebuah kawat dengan luas penampang 2 mm², kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 5,4 N sehingga bertambah panjang sebesar 5 cm. Bila panjang kawat mula-mula adalah 30 cm, berapakah modulus elastisitas tersebut ?

Diketahui :

A = 2 mm²

F = 5,4 N

∆L = 5 cm

L = 30 cm

Ditanyakan : E?

Jawab:

17. Sebuah kawat luas penampangnya 4 mm², kemudian diregangkan oleh gaya sebesar 8 N sehingga bertambah panjang 0,08 cm. Bila panjang kawat mula-mula adalah 60 cm, berapakah tegangan dan regangan kawat tersebut?

Diketahui :

A = 4 mm² = 4.10^-6 m²

F = 8 N

∆L = 0,08 cm

L = 60 cm

Ditanyakan : σ? e?

Jawab :

18. Sebuah batang besi yang panjangnya 2 m, penampangnya berukuran 4 mm x 2 mm. Modulus elastisitas besi tersebut adalah 105 N/mm². Jika pada ujung batang ditarik dengan gaya 40 N. Berapa pertambahan panjang besi tersebut?

Diketahui :

L = 2 m = 2.10³ mm

A = 4 mm x 2 mm

E = 105 N/mm²

F = 40 N

Ditanyakan : ∆L?

Jawab :

19. Sebuah logam mempunyai modulus Young 4 x 10⁶ N /m, luas penampangnya 20 cm² dan panjang batang adalah 5 meter. Konstanta gaya dari logam tersebut adalah ….

Diketahui:

E = 4.10⁶ N/m²

A = 20 cm² = 2.10^-5 m²

L = 5 m

Ditanyakan : K?

Jawab :

20. Besarnya tegangan yang dilakukan pada sebuah batang adalah 2 x 10⁶ N/m². Jika panjang batang adalah 4 meter dan modulus elastistasnya 2,5 x 10⁸ N/m², maka pertambahan panjang batang adalah …..

Diketahui :

σ = 2.10⁶ N/m²

L = 4 m

E = 2,5.10⁸ N/m²

Ditanyakan : ∆L?