Rumus Modulus Elastisitas (Young) dan Contoh Soal

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

Jenis Modul Elastisitas

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

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

Satuan modulus elastisitas adalah newton per meter kuadrat (N/m2) dengan simbol huruf E. Berdasarkan satuan tersebut, modulus elastisitas termasuk dalam besaran turunan yang merupakan hasil turunan dari besaran pokok panjang, massa dan juga waktu.

Untuk mempermudah proses hitung, berikut adalah rumus yang digunakan untuk modulus young. Rumus ini dibagi menjadi dua, yakni rumus tegangan dan rumus regangan.

1. Rumus Tegangan

Tegangan adalah gaya per satuan luas penampang, simbolnya adalah huruf sigma yang ada di alphabet Yunani. Satuan yang digunakan untuk tegangan adalah newton per meter kuadrat.

Tegangan biasanya dikenal dengan istilah stress, tegangan merupakan gaya yang bekerja per satuan pada luas penampang. Misalnya, terdapat batang besi yang memiliki luas A, di ujungnya diberikan gaya tarik sebesar F yang sama besar dan berlawanan arah, maka batang tersebut dianggap mendapatkan tegangan.

Berikut adalah rumus yang digunakan untuk menghitung tegangan di modulus young.

σ = ^F/_A

keterangan dari rumus tersebut adalah sebagai berikut:

• Sigma merupakan simbol dari tegangan yang akan dicari, dengan satuan nilai hasil akhir adalah newton per meter persegi.
• F merupakan gaya, satuan yang digunakan adalah newton.
• A merupakan penampang luas, satuan yang digunakan adalah meter persegi.

2. Regangan

Selanjutnya adalah rumus regangan, yang merupakan perbandingan pada penambahan panjang di suatu benda. Misalnya benda A memiliki ukuran 2 cm, kemudian berubah panjangnya menjadi 3 cm karena sifat sifat tertentu. Nilai kedua inilah yang disebut dengan regangan karena bertambah 1 cm.

Regangan merupakan panjang yang dihasilkan setelah melakukan tegangan. Regangan juga bisa digunakan untuk membandingkan pertambahan panjang yang terjadi, perubahan bersifat relatif, karena itu perlu dihitung menggunakan rumus