REGANGAN DAN MAMPATAN PEPEJAL

Definisi pepejal.

Pepejal adalah suatu jirim yang mempunyai isipadu yang tetap dan bentuk yang

tertentu. Dari segi susunan zarah , zarah-zarahnya tersusun dengan rapat , padat ,

teratur serta bersentuhan pada kedudukan tetap dan mengikut corak susunan

tertentu. Terdapat hanya sedikit sahaja ruang kosong yang wujud di antara

zarah.Oleh itu, zarah-zarah ini tidak bebas bergerak tetapi hanya boleh bergetar dan

berputar pada kedudukan tetap. Dari segi kandungan tenaga , pepejal mempunyai

kandungan yang terendah berbanding cecair dan gas. Zarah-zarah pepejal terikat

pada kedudukan masing-masing oleh daya tarikan yang kuat. Jarak antara zarah-

zarah tersebut adalah tetap.

Kekuatan sesuatu bahan pepejal dipengaruhi oleh dua aspek kekuatan iaitu :

Kekuatan regangan

Kekuatan mampatan

Kekuatan sesuatu bahan bertujuan supaya sesuatu bahan itu dapat menahan daya

tindakan yang dikenakan ke atasnya tanpa ia patah,pecah atau musnah.

Apabila sesuatu bahan atau objek dikenakan daya ke atasnya, terdapat satu daya

yang menentang perubahan panjang objek tersebut. Objek tersebut akan kembali

kepada keadaan asal selepas daya dialihkan dan sifat ini dikenali sebagai sifat

kekenyalan bahan. Kekenyalan ditakrifkan sebagai keupayaan bahan untuk

kembali ke bentuk asal selepas daya dikenakan.

Definisi regangan

Kekuatan regangan adalah keupayaan sesuatu objek atau pepejal untuk menahan

daya yang cuba meregangkannya atau memanjangkankannya.

Definisi mampatan

Kekuatan mampatan adalah suatu keupayaan jasad untuk menahan daya yang cuba

memampatkannya.

Keadaan zarah dalam situasi regangan dan mampatan.

Zarah-zarah yang terdapat pada pepejal terikat pada kedudukan masing-masing

olehsatu daya tarikan yang kuat. Hal ini menyebabkan zarah-zarah pada pepejal

tidak dapat bergerak bebas dari satu tempat ke tempat yang lain dengan sendiri.

Jarak antara zarah-zarah yang terdapat pada pepejal adalah tetap dan tidak

berubah.

Apabila kita cuba meregangkan sesuatu pepejal, zarah-zarah yang terdapat di

dalamnya akan cuba untuk melawan dengan cara menarik balik manakala apabila

kita cuba untuk memampatkan sesuatu pepejal zarah-zarah yang terdapat di

dalamnya akan cuba untuk menolak balik. Ini menunjukkan terdapat daya tarikan

dan tolakan dalam pepejal dan menunjukkan pepejal bersifat kenyal.

Contoh untuk pepejal yang mempunyai sifat kekenyalan yang rendah adalah seperti

sebatang pen. Dimana apabila kita mengenakan daya ke atasnya zarah didalamnya

akan cuba melawan dengan kuat dan bentuk pen tersebut tidak berubah.

Untuk contoh pepejal yang mempunyai sifat kekenyalan yang tinggi pula adalah

seperti spring dimana apabila kita mengenakan daya ke atasnya bentuk spring

tersebut akan berubah dan akan kembali ke bentuk asal selepas daya dilepaskan.

Hukum Hooke

Definisi Hukum Hooke

Dalam hukum mekanikal dan fizik, hukum Hooke untuk kekenyalan ialah suatu

penghampiran yang mengatakan bahawa pemanjangan suatu objek berkadar

langsung dengan beban yang dikenakan ke atasnya dengan syarat beban itu tidak

melepasi had keanjalan objek tersebut. Bahan yang sifatnya mengampiri hukum

Hooke dikenali sebagai bahan linear-kenyal atau "Hooke". Hukum Hooke dinamakan

bersempena ahli fizik British abad ke-17 Robert Hooke. Dia pertama kali

menyatakan hukum ini pada 1676 sebagai suatu anagram Latin, yang jawapannya

dia terbitkan pada 1678 sebagai Ut tensio, sic vis, ertinya, "Sebagaimana

pemanjangan, begitu juga daya".

Contoh objek yang terdapat di dalam Hukum Hooke adalah getah dan spring.

Secara matematiknya Hukum Hooke menerangkan bahawa :

F= KX

F= daya regangan (n)

k= pemalar spring (Nm¯¹)

x= regangan mampatan (m)

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekenyalan

spring

Spring yang lebih tegar memerlukan daya regangan yang lebih besar untuk seunit

pemanjangan spring itu. Maka spring yang lebih tegar mempunyai pemalar spring(k)

lebih besar. Kekenyalan spring dipengaruhi oleh beberapa faktor yang berikut:

1. Panjang spring

2. Diameter lilitan spring

3. Jenis bahan

4. Diameter dawai spring

5. Susunan spring

Panjang spring

Apabila panjang spring bertambah kadar pemanjangan bertambah. Spring yang

lebih panjang adalah kurang tegar, maka pemanjangan adalah lebih berbanding

spring yang pendek.

Diameter lilitan spring

Apabila diameter lilitan spring bertambah, kadar pemanjangan bertambah. Spring

dengan diameter lilitan besar adalah kurang tegar. Maka pemanjangan adalah lebih

berbanding dengan spring berlilitan kecil.

Jenis bahan

Bahan yang berlainan mempunyai kadar pemanjangan yang berlainan.Contohnya

dawai kuprum mempunyai kadar pemanjangan yang lebih tinggi dari dawai keluli.

Diameter dawai spring

Jika diameter dawai(bahan spring) bertambah ,kadar pemanjangan berkurang.

Spring yang dibina daripada diameter dawai halus adalah kurang tegar, maka

pemanjangannya adalah lebih berbanding dawai tebal.

Susunan spring

Spring disambung sesiri mempunyai kadar pemanjangan yang lebih daripada spring

yang disambung selari.