Elastisitas SBMPTN, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Perhatikan grafik hubungan gaya ΔF dengan pertambahan panjang Δx pada suatu pegas dibawah.
Berdasarkan grafik, maka pegas tetap akan bersifat elastis pada gaya tarik sebesar...
A. 0 sampai 4N
B. 0 sampai 8 N
C. 0 sampai 12 N
D. 8 N sampai 12 N
E. 8 N sampai 16 N

Pembahasan:
Jika dilihat dari grafik (F-x), benda bersifat elastis jika kurva linear (garis lurus). Pada grafik pada soal garis masih lurus dari 0 sampai 12 N
Jawaban: B

Nomor 2
Seorang siswa melakukan percobaan untuk menguji elastisitas karet dan didapat grafik hubungan antara pertambahan gaya (ΔF) dengan pertambahan panjan (Δx) sebagai berikut:
Berdasarkan grafik, benda bersifat plastis pada...
A. OA
B. OB
C. OC
D. AC
E. BC

Pembahasan:
Benda bersifat plastis pada grafik (F-x) adalah kurva yang melengkung. Sedangkan, jika grafiknya lurus menunjukkan benda masih bersifat elastis.
Jawaban: E


Nomor 3
Kedua ujung sebuah pegas yang memiliki tetapan pegas 50 N/m ditarik masing-masing dengan gaya sebesar 10 N yang saling berlawanan. Pertambahan panjang pegas tersebut adalah...
A. 0,0 m
B. 0,1 m
C. 0,2 m
D. 0,3 m
E. 0,4 m

Pembahasan
Diketahui:
k = 50 N/m
F1 = 10 N
F2 = - 10 N (berlawanan dengan F1)
Ditanya: x
Jawab
F = k . x
x = F/k = 10 / 50 = 0,2 m.

Jika ada dua gaya yang berlawanan pada pegas, gaya ini merupakan pasangan aksi reaksi, sehingga gaya yang berinteraksi dengan pegas hanyalah satu gaya saja yaitu 10 N.
Jawaban: C

Nomor 4
Apabila sebatang baja dengan luas penampang A, panjang L, modulus elastisitas E, dipanaskan maka akan bertambah panjang l. Agar apabila dipanaskan panjang baja tersebut tidak berubah, diperlukan gaya tekan sebesar...
A. A E l L
B. A E l / L
C. AEL / l
D. AL / l E
E. EL / l A

Pembahasan
Rumus modulus Young:
E = Tegangan / Regangan = (F L) / (Al)
F = (AEl) / L
Jawaban: B 


Nomor 5
Sebatang tembaga dipanaskan sampai 300 ^oC lalu dijepitkan dengan kuat sehingga tidak tidak dapat menyusut ketika suhunya turun. Jika tegangan patahnya 220 x 10⁶ N/m², pada suhu berapa batang akan mulai putus saan suhunya diturunkan? (diketahui modulus Young tembaga 110 x 10⁹ N/m² dan koefisien muai panjang 15 x 10^-6 K^-1)
A. 100 C
B. 123 C
C. 155 C
D. 167 C
E. 300 C

Pembahasan
rumus pemuaian
Δl = l0 α ΔT = lo (15 x 10^-6) (300 - T)
Rumus modulus elastisitas

lo (15 x 10^-6) (300 - T) = 2 . 10^-3 l0
300 - T = 133
T = 167 C
Jawaban: D