tegangan dan regangan

Tegangan Geser
Definisi gaya geser
Jika suatu bidang melewati suatu benda, maka gaya yang bekerja disepanjang bidang tersebut disebut gaya geser atau gaya gesek (shearing force). Gaya ini kita simbolkan dengn Fs.

Definisi tegangan geser
Gaya gesek, dibagi dengan luasan A dimana gaya bekerja disebut tegangan geser (shearing stress). Disimbolkan dengan τ.

Perbandingan tegangan geser dan tegangan normal
Kita misalkan suatu suatu potongan batang dengan bidang a-a tegaklurus pada sumbunya, seperti Gb. 4-1. Tegangan normal σ adalah tegaklurus bidang a-a. Ini adalah tegangan yang kita pakai dalam diskusi-diskusi pada bab 1, 2, dan 3. Tegangan geser bekerja disepanjang atau sejajar bidang, yang ditunjukkan dengan simbol τ. Dengan demikian perbedaan antara tegangan geser dan tegangan normal adalah didasarkan pada arahnya.
Asumsi
Adalah penting untuk membuat asumsi-asumsi berkenaan dengan distribusi tegangan geser. Dalam hal ini, pertama yang harus kita asumsikan adalah bahwa tegangan geser, yang akan kita diskusikan pada bab ini, adalah seragam. Dengan demikian, pernyataan τ = Fs/A mengindikasikan tegangan geser rata-rata pada seluruh luasan bidang.
Perubahan bentuk karena tegangan geser
Kita perhatikan suatu elemen bidang empat persegi panjang yang dipotong dari suatu benda padat dimana gaya-gaya yang bekerja pada elemen diketahui sebagai tegangan geser τ pada arah-arah yang ditunjukkan.
Permukaan elemen yang sejajar dengan bidang kertas diasumsikan tanpa pembebanan. Karena tidak ada tegangan normal yang bekerja pada elemen, panjang sisi samping empat persegi panjang awal tidak mengalami perubahan ketika tegangan geser diasumsikan bernilai τ. Namun demikian, akan terjadi distorsi pada sudut kanan dari elemen, dan setelah distorsi karena tegangan geser ini maka diasumsikan elemen mempunyai konfigurasi bentuk seperti ditunjukkan dengan garis-putus-putus.


Regangan geser
Perubahan sudut pada bagian pojok elemen empat persegi panjang awal disebut sebagai regangan geser (shear strain). Sudut ini dinyatakan dengan radian dan dinotasikan dengan γ. Modulus elastisitas adalah Rasio antara tegangan geser τ terhadap regangan geser γ disebut modulus elastisitas geser dan biasanya dinotasikan dengan G. Jadi G juga dikenal sebagai modulus kekakuan (modulus of rigidity). Satuan untuk G adalah sama dengan satuan tegangan geser, yaitu N/m2, karena regangan geser tidak bersatuan. Percobaan penentuan G dan daerah aksi linier dari τ dan γ akan didiskusikan pada bab 5. Diagram tegangan regangan untuk berbagai bahan dapat digambar untuk pembebanan geser, dengan cara yang sama seperti pada pembebanan normal (bab 1). Secara umum diagramnya mempunyai penampilan yang mirip, hanya tentu saja berbeda dalam besaran nilainya