Pengertian Rumus Elastisitas dan Hukum Hooke

Elastisitas termasuk salah satu konsep penting dalam fisika yang menjelaskan kemampuan suatu material untuk kembali ke bentuk semula setelah mengalami perubahan bentuk atau deformasi akibat pengaruh gaya.

Dalam kehidupan sehari-hari, prinsip elastisitas berguna dalam berbagai aplikasi, seperti pada pegas, karet, hingga material bangunan. Untuk lebih memahami konsep ini, simak pembahasan tentang pengertian elastisitas dan rumusnya, serta Hukum Hooke berikut.

Pengertian Elastisitas

Dalam fisika, pengertian elastisitas adalah kemampuan suatu material untuk "melawan" perubahan bentuk yang disebabkan oleh gaya eksternal.

Gambar 1. Ban merupakan contoh elastisitas , Sumber : Freepik

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menjumpai fenomena elastisitas pada pegas, karet, atau material bangunan. Ketika kita menarik atau menekan karet gelang, ia akan meregang dan kembali ke bentuk awal saat gaya dihentikan. Ini adalah contoh langsung bagaimana elastisitas bekerja.

Konsep elastisitas sering diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Prinsip elastisitas berperan penting dalam berbagai aspek teknologi, industri, hingga konstruksi.

Misalnya, kita sering menemukan pegas di kendaraan untuk peredam kejut, karet gelang sebagai pengikat, hingga beton di bangunan yang butuh elastisitas dalam batas tertentu untuk menghindari keretakan akibat tekanan.

Rumus Elastisitas

Untuk memahami elastisitas dalam fisika, kita mengenal dua istilah penting yaitu tegangan (stress) dan regangan (strain). Rumus elastisitas berhubungan dengan dua konsep tersebut.

Mengutip dari buku Cerdas Belajar Fisika, tegangan adalah besarnya gaya yang diberikan pada luas penampang suatu benda. Tegangan dapat dihitung dengan rumus:

σ = F/A​

Keterangan:

σ = Tegangan/stress dalam N/m²

F = Gaya tekan/tarik dalam newton (N)

A = Luas penampang dalam m²

Sementara itu, regangan adalah perbandingan antara perubahan panjang suatu material terhadap panjang awalnya, yang timbul akibat gaya luar. Regangan dapat dihitung dengan rumus:

e = ∆L/L₀

Keterangan:

e = Regangan

∆L = Pertambahan panjang benda dalam meter (m)

L₀ = Panjang mula-mula benda dalam meter (m)

Rumus tegangan dan regangan ini memungkinkan kita menghitung sejauh mana suatu material dapat mengalami perubahan bentuk sebelum mencapai titik elastisitas maksimalnya.

Jika gaya yang diberikan terus meningkat hingga melampaui batas elastisitas, material tidak lagi kembali ke bentuk semula, yang disebut deformasi permanen.

Hukum Hooke

Salah satu hukum paling terkenal yang berkaitan dengan elastisitas adalah Hukum Hooke. Hukum Hooke menjelaskan bahwa gaya yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk suatu benda elastis sebanding dengan perubahan bentuk tersebut, asalkan perubahan tersebut tidak melebihi batas elastisitas materialnya.

Secara matematis, Hukum Hooke dapat dinyatakan dengan rumus atau persamaan:

F = k.x

Keterangan:

F = Gaya (N)

k = Konstanta pegas (N/m), bergantung pada jenis material

x = Perubahan panjang atau deformasi (m)

Contoh penerapan Hukum Hooke adalah pada pegas. Saat kita menarik pegas, ia akan meregang sesuai dengan besar gaya yang kita berikan. Ketika gaya tersebut dilepaskan, pegas kembali ke posisi semula. Namun, jika kita menariknya dengan gaya yang terlalu besar sehingga melebihi batas elastisitasnya, pegas tersebut akan kehilangan kemampuannya untuk kembali ke bentuk awal.

Hukum Hooke juga diterapkan pada berbagai material dalam dunia teknik, seperti material bangunan. Konstruksi bangunan tinggi harus memperhitungkan gaya dan elastisitas dari material agar bisa bertahan dari tekanan seperti angin kencang dan gempa bumi.

Pemahaman tentang elastisitas, rumus, dan penerapan Hukum Hooke memberikan kita wawasan mendalam tentang bagaimana gaya bekerja pada material dalam kehidupan sehari-hari. Konsep elastisitas sangat penting terutama di bidang teknik dan konstruksi, ketika kekuatan dan kelenturan material menjadi penentu kekohan struktur. Dengan memahami konsep ini, kita dapat lebih menghargai bagaimana ilmu fisika membantu kita membangun dan mengembangkan berbagai infrastruktur yang aman dan kokoh.

Untuk dapat memahami lebih lanjut mempelajari konsep-konsep fisika lainnya seperti Materi Fisika Vektor.

Penulis : Patrick Rendi Avianto