Rumus Modulus Elastisitas (Young) dan Contoh Soal

6 min read

Modulus Elastisitas Adalah?☑️ Pengertian, Rumus, Satuan dan contoh soal + pembahasan materi modulus Elastisitas (Young) Lengkap!☑️

Rumus modulus elastisitas merupakan salah satu rumus yang digunakan untuk berbagai proses perhitungan. Rumus ini digunakan untuk menghitung tegangan ataupun regangan.

Agar Anda lebih mudah memahami mengenai rumus ini, berikut adalah rincian terkait dengan cara menghitung dan pengertiannya.

Pengertian Modulus Elastisitas

modulus elastisitas

Modulus Elastisitas adalah kumpulan angka yang digunakan untuk mengukur ketahanan sebuah objek yang mengalami deformasi elastis ketika diterapkan gaya pada objek tersebut.

Dalam ilmu fisika, modulus elastisitas merupakan modulus yang digunakan untuk menghitung besar gaya. Besar gaya diperlukan tiap satuan dengan luas penampang batang, sehingga batang mengalami pertambahan panjang. Nama lain dari modus ini adalah modulus young.

Dalam modulus young, gaya yang diperlukan dan ada di luas penampang disebut dengan tegangan. Sedangkan pertambahan panjang tegangan dari nilai semua disebut sebagai regangan. Dengan kata lain, modulus ini merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan.

Setiap bahan yang terbuat dari besi memiliki modul elastisitas yang berbeda, sehingga proses perhitungannya tidak akan bertabrakan antara satu dengan lain. Masing-masing tegangan dan regangan juga memiliki rumus yang berbeda.

Dari pengertian modulus memiliki makna elastisitas, yakni sebutan untuk besar gaya yang diperlukan tiap satuan mengalami pertambahan panjang. Gaya yang diperlukan luas penampang disebut tegangan, sedangkan gaya pertambahan panjang disebut dengan regangan.

Tabel Nilai Modulus Elastisitas

Dibawah ini merupakan contoh nilai modulus elastisitas pada baja, besi, beton, dan material material yang lainnya :

Material Modulus Young Modulus Shear Modulus Bulk
(N/m2)
Beton 20. 109
Baja 200. 109 80. 109 140. 109
Besi 100.109 40. 109 90. 109
Aluminum 70. 109 25. 109 70. 109
Granit 45. 109 45. 109
Marmer 50. 109 70. 109
Kuningan 90. 109 35. 109 75. 109
Raksa 2. 109
H2, He, CO2 1.01. 109
Nylon 5. 109
Tulang 15. 109 80. 109
Air 2. 109
Alkohol 1. 109

Catatan : Modulus elastisitas beton merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk per satuan panjang (Murdock & Brook, 1991). Beton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti.

Nilainya modulus elastisitas pada beton sangatlah bervariasi tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik serta perbandingan semen dan agregat (McCormac, 2003).

Dilansir dari jurnal Unsrat.ac.id, modulus elastisitas beton hasil pengujian laboratorium dengan benda uji silinder dapat dihitung dengan menggunakan rumus menurut ASTM C 469 – 02:

modulus elastisitas beton

Dengan:

E = modulus elastisitas (kg/cm2)

S2 = tegangan pada 40% tegangan runtuh (kg/cm2)

S1 = tegangan pada saat nilai kurva regangan

∈1 = 0,000050 (kg/cm2 )

∈2 = nilai kurva regangan yang terjadi pada saat S2

Modulus Elastisitas beton juga dapat dihitung dengan rumus empiris menurut SNI 2847-2013 yaitu :

modulus elastisitas beton 2

Untuk Ukuran Beton Normal

modulus elastisitas beton 3

Untuk nilai wc antara 1440 dan 2560 kg/m3 , f’c dalam MPa

Jenis Modul Elastisitas

modulus young
Via : www.linseis.com

Modul elastisitas memiliki beberapa jenis, diantaranya adalah bulk, young dan juga shear. Modulus elastisitas beton termasuk dalam ketiga jenis diatas, berikut adalah penjelasan lengkapnya.

  • Modulus Bulk

Modulus bulk adalah jenis modulus yang bertugas untuk mengukur tenaga suatu benda dalam melawan tekanan khususnya yang berkaitan dengan adanya perubahan volume.

Perubahan volume tersebut didasarkan pada sebuah strain, strain sendiri bekerja pada seluruh permukaan benda. Anda bisa menggunakan modulus ini untuk melakukan pengukuran inkompresibilitas.

  • Modulus Shear

Jenis yang kedua adalah Modulus Shear, atau lebih dikenal sebagai modulus geser. Modulus ini merupakan kebalikan dari modulus young, menggambarkan sifat elastistas pada bahan tertentu, misalnya bahan tangensial.

Biasanya benda ini menimbulkan perubahan bentuk, namun tidak menimbulkan perubahan volume. Perhitungan modulus elastisitas baja menggunakan rumus ini.

  • Modulus Young

Menurut Jesse Russell dan Ronald Cohn tahun 2012, Modulus Young adalah penggambaran modulus elastis yang mengukur kekakuan bahan elastis untuk mengkarakterisasi sebuah objek.

Satuan modulus young adalah newton per meter kuadrat (N/m2). Hal yang sama berlaku pula rumus tegangan, rumus ini sama sama menggunakan satuan newton per kuadrat sebagai hasil akhirnya.

Modulus ini juga memiliki dimensi, dimensi digunakan untuk menemukan hasil akhir elastisitas E. Dimensi ini menggunakan rumus sebagai berikut:

E = FL/A Delta L

Untuk menghitung rumusnya, Anda harus mengetahui massa suatu benda, panjangnya, dan waktu regangan yang dilakukan. Dengan data tersebut, Anda baru bisa menghitung dimensi pada modulus.

Modulus young juga memiliki rumus yang membandingkan antara tegangan dan regangan yang sudah ada pada suatu benda. Cara menghitung modulus young menggunakan rumus bisa dimulai dengan format berikut:

E = σ/e

Keterangan dari rumus tersebut adalah:

  • E merupakan modulus elastisitas yang dicari, satuannya adalah newton per meter kuadrat.
  • O merupakan tegangan yang dimiliki oleh benda tersebut.
  • E merupakan regangan yang dimiliki oleh objek.

Modulus Young merupakan materi dalam fisika yang berkaitan dengan tegangan dan regangan. Dalam kata lain, rumus modulus ini digunakan untuk menghitung elastisitas dalam suatu objek.

Modulus Young merupakan hasil dari perbandingan antara strain awal dengan strain akhir. Jadi pada awalnya mengukur perbuahan yang terjadi pada suatu benda ketika mempertahankan keadaan tersebut, dari ukuran awalnya ke ukuran normal.

Dalam kata lain, modulus young merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan. Tegangan dibutuhkan untuk menghasilkan regangan, sedangkan regangan bisa dihitung dengan melihat seberapa besar tegangan dilakukan.

Selain tiga jenis diatas, modulus elastisitas juga memiliki position ratio. Ini merupakan konstanta elastic yang digunakan untuk meningkatkan kelekukan zat. Nilainya bervariasi, antara 0 sampai dengan 0,5. Ada dua benda yang memiliki ketentuan poisson ration, yakni:

  1. Air, air merupakan zat yang bergerak dan mengalir, passion ratio yang dimiliki adalah 0.
  2. Logam, sifatnya kaku dan keras, sehingga poisson rationya berada di angka 0,5.

Rumus Modulus Elastisitas

rumus modulus elastisitas
Rumus modulus elastisitas (Young)

Menurut disiplin ilmu Fisika, rumus modulus Elastisitas adalah E = σ/e. Dimana E = Modulus elastisitas (Young)  (N/m2),  σ = tegangan (N/m2), dan e = regangan

Oleh karena, σ = F/A dan e = Δl/l0, maka rumus di atas bisa juga dituliskan menjadi: E = F/A/Δl/l0

Leave a Reply

Your email address will not be published.