Sifat Mekanik Zat #AlVer

Sifat mekanik adalah kemampuan  suatu zat (BAHAN) dalam menahan beban (gaya) yang dikenakan pada zat itu. Tinjauan sifat mekanik zat meliputi kekuatan, kekerasan, elastisitas, kekakuan, plastisitas dan kelelahan bahan.

A. Massa Jenis Dan Berat Jenis

Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³. Berat jenis  tidak mempunyai satuan atau dimensi.

Berat jenis mempunyai rumusn m.g/v atau w/v dengan satuan n/m^3 dengan m = massa, g = gravitasi, v = volume dan w = weight (berat).

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).

Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m^-3)

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

Rumus untuk menentukan massa jenis adalah

dengan

ρ adalah massa jenis,

m adalah massa,

V adalah volume.

Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm³).

1 g/cm³=1000 kg/m³

Massa jenis air murni adalah 1 g/cm³ atau sama dengan 1000 kg/m³

Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif'

Rumus massa jenis relatif = Massa bahan / Massa air yang volumenya sama.

  B.    Kekuatan Bahan

1.    Tegangan (stress)
Apabila pada suatu benda diberikan dua buah gaya sama besar dan berlawanan arah, maka pada benda timbul suatu keadaan yang disebut tegang, atau benda mengalami tegangan.
Ada 5 (lima) jenis tegangan:
o    Tegangan tarik
o    Tegangan tekan
o    Tegangan geser
o    Tegangan lengkung
o    Tegangan puntir

2.    Regangan (Strain)Regangan adalah perubahan relatif ukuran atau bentuk benda yang mengalami tegangan. Besarnya regangan didefinisikan sebagai perubahan ukuran per ukuran mula-mula.
Atau e = ∆L/L, di mana:
e = regangan
∆L = perubahan ukuran yang bisa bertambah atau berkurang panjangnya
L = panjang mula-mula
Ada 3 (tiga) macam regangan:
o    Regangan tarik
o    Regangan tekan
o    Regangan geser

C.  Modulus Young

Modulus Young, juga dikenal sebagai modulus elastis adalah suatu ukuran bagaimana suatu materi atau struktur akan rusak dan berubah bentuk jika ditempatkan di bawah tegangan. Modulus Young adalah ukuran kekakuan suatu bahan isotropik elastis dan merupakan angka yang digunakan untuk mengkarakterisasi bahan. Modulus Young didefinisikan sebagai rasio dari tegangan sepanjang sumbu atas regangan sepanjang poros sumbu tersebut di mana hukum Hooke berlaku.

Modulus Young menggambarkan hubungan antara tegangan dan perubahan bentuk bahan. Stres atau tegangan didefinisikan sebagai gaya yang diterapkan tiap satuan luas, dengan satuan yang khas pound per square inch (psi) atau Newton per meter persegi – juga dikenal sebagai pascal (Pa). Regangan adalah suatu ukuran jumlah yang material berubah bentuk ketika tegangan diterapkan dan dihitung dengan mengukur jumlah deformasi di bawah kondisi stres, dibandingkan dengan dimensi aslinya. Modulus Young didasarkan pada elastisitas Hukum Hooke dan dapat dihitung dengan membagi stres dengan regangan.

D.  Elastisitas

Elastisitas adalah kemampuan suatu material untuk kembali ke keadaan atau dimensi aslinya setelah beban, atau stres, dihilangkan. Regangan elastis adalah reversibel, yang berarti regangan akan hilang setelah tegangan tersebut dihilangkan dan material akan kembali ke keadaan semula. Bahan yang terkena tingkat stres yang intens dapat rusak ke titik di mana stres merubah bahan tersebut tidak akan kembali ke ukuran aslinya. Hal ini disebut sebagai deformasi plastis atau regangan plastis.

Kemampuan materi untuk menolak atau meneruskan tegangan adalah penting, dan sifat ini sering digunakan untuk menentukan apakah bahan tertentu cocok untuk tujuan tertentu. Sifat ini sering ditentukan di laboratorium, menggunakan teknik eksperimental dikenal sebagai uji tarik, yang biasanya dilakukan pada sampel bahan dengan bentuk dan dimensi tertentu. Modulus Young dikenal untuk berbagai bahan struktural, termasuk logam, kayu, kaca, karet, keramik, beton, dan plastik.