Rumus Tegangan dan Cara Menggunakannya

Daftar Isi

Tegangan (σ) adalah besarnya gaya yang bekerja pada tiap satuan luas penampang yang dirumuskan σ = ^F/_A, di mana F adalah gaya yang bekerja (N) dan A adalah luas penampang (m²).

Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas tentang rumus tegangan dan cara menggunakannya.

Jangan salah paham yah, tegangan yang akan kita bahas di sini bukanlah tegangan dalam istilah kelistrikan, tetapi tegangan yang berkaitan dengan elastisitas.

Sebelumnya, kita telah menuntaskan pembahasan materi lainnya seputar elastisitas, yakni tentang modulus elastisitas. Kalian bisa membaca materinya di sini:

• Modulus Elastisitas

Sebenarnya, di dalam materi tersebut telah disinggung sedikit tentang tegangan, hanya saja penjelasannya masih sangat singkat.

Nah, di dalam materi inilah kita akan mengulas secara lengkap mengenai apa itu tegangan, rumus, dan cara menggunakannya untuk menyelesaikan soal.

Baiklah, kita mulai saja pembahasannya...

Daftar Isi

• 1Pengertian Tegangan (stress)
• 2Jenis-Jenis Tegangan
• 3Simbol dan Satuan Tegangan
• 4Rumus Tegangan
• 5Contoh Soal
• 6Kesimpulan

Pengertian Tegangan (Stress)

Apa yang dimaksud dengan tegangan? Dalam kaitannya dengan elastisitas, tegangan (stress) adalah besarnya gaya yang bekerja pada tiap satuan luas penampang. 

 

Tegangan merupakan salah satu faktor yang harus diketahui di dalam mempelajari sifat elastis suatu bahan.  

Apabila suatu bahan diberikan gaya luar, molekul-molekul pembentuk bahan tersebut akan memberikan gaya reaksi yang besarnya sama dengan besar gaya luar untuk melawan gaya luar.

Besar gaya yang diberikan oleh molekul-molekul per satuan luas dengan benda yang dikenai gaya itulah yang disebut tegangan (stress).

Misalnya, terdapat sebuah benda berbentuk silinder sepanjang l₀ dengan penampang seluas A. Benda tersebut diberi gaya berupa tarikan (a) dan dorongan/tekanan (b).

Jenis-Jenis Tegangan

Jenis tegangan yang dialami benda bergantung pada arah pembebanan gaya luar yang diberikan pada benda. Ada lima jenis tegangan yang dapat terjadi, yaitu:

1. tegangan tarik
2. tegangan tekan
3. tegangan geser
4. tegangan lengkung
5. tegangan puntir

Simbol dan Satuan Tegangan

Tegangan disimbolkan dengan huruf Yunani σ, di baca "sigma". Satuan SI untuk tegangan adalah ^N/_m² atau pascal (disingkat Pa dan dinamai demikian untuk mengenang fisikawan Perancis abad ke-17 Blaise Pascal).

Rumus Tegangan

Tegangan (σ) adalah perbandingan atau hasil bagi antara gaya dan luas penampang, secara matematis dirumuskan:

σ = ^F/_A

 

Keterangan:

• F = gaya yang bekerja (N)
• A = luas penampang (m²)

Contoh Soal Tegangan

Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang tegangan: 

Contoh Soal 1

Sebuah gaya 50 N bekerja pada kawat dengan luas penampang 2 cm². Hitunglah tegangan kawat...

Jawab:

Diketahui:

• A = 2 cm² = 2 x 10^-4 m²
• F = 50 N

Ditanyakan:

• σ.....?

Penyelesaian:

 

σ = ^F/_A

   = ⁵⁰/_{2 x 10^-4}

   = 2,5 x 10^{5 N}/_m²

Jadi, tegangan kawat tersebut adalah 2,5 x 10^{5 N}/_m². 

Contoh Soal 2

Sebuah kawat logam dengan diameter 1,25 mm digantungi beban bermassa 10 kg. Tentukan tegangan kawat...

Jawab:

Diketahui:

• d = 1,25 mm = 1,25 x 10^-3 m
• m = 10 kg
• g = 10 ^m/_s²

Ditanyakan:

• σ.....?

Penyelesaian:

 

σ = ^F/_A

   = ^m.g/_¹/4πd²   

   = ^10.10/_{¹/4(3,14)(1,25 x 10^-3)²}

   = 8,13 x 10^{7 N}/_m²

Jadi, tegangan kawat tersebut adalah 8,13 x 10^{7 N}/_m².

Kesimpulan

Jadi, tegangan (σ) adalah besarnya gaya yang bekerja pada tiap satuan luas penampang yang dirumuskan σ = ^F/_A, di mana F adalah gaya yang bekerja (N) dan A adalah luas penampang (m²). 

 

Gimana adik-adik, udah paham kan materi tegangan di atas? Jangan lupa lagi yah.

 

Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.

 

Referensi:

• Pauliza, Osa. 2008. Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan untuk SMK Kelas X. Bandung: Grafindo Media Pratama.