Mata kuliah Mekanika Kekuatan Material merupakan salah satu kajian penting bagi mahasiswa Teknik Mesin, karena membekali mereka dengan pemahaman dasar tentang perilaku material saat menerima beban. Pada pertemuan ini, fokus bahasan meliputi Angka Poisson, Tegangan Geser, dan Regangan Geser.
Angka Poisson
Ketika sebuah batang prismatis diberi beban aksial tarik, maka batang tersebut akan mengalami perpanjangan aksial sekaligus penyusutan lateral. Hubungan antara regangan aksial dengan regangan lateral ini dikenal sebagai Angka Poisson (ν).
-
Angka Poisson umumnya bernilai positif.
-
Untuk baja: berkisar antara 0,27–0,30.
-
Untuk beton: antara 0,1–0,2.
-
Syarat agar ν dianggap konstan: gaya aksial seragam, material homogen, dan bersifat isotropik (sifat elastis sama ke segala arah).
Tegangan Geser
Selain tegangan normal (tegak lurus bidang), material juga dapat menerima tegangan geser (shear stress), yaitu tegangan tangensial terhadap bidang penampang. Tegangan ini sering dijumpai pada konstruksi, misalnya pada baut, keling, atau sambungan las.
Besarnya tegangan geser ditentukan oleh persamaan:
τ=F/A
dengan:
-
τ = tegangan geser (N/m²),
-
F = gaya (N),
-
A = luas bidang geser (m²).
Dalam satuan internasional (SI), tegangan diukur dalam Pascal (Pa), di mana:
-
1 kPa = 10³ Pa,
-
1 MPa = 10⁶ Pa = 1 N/mm².
Regangan Geser dan Hukum Hooke
Hubungan antara tegangan geser dan regangan geser mengikuti Hukum Hooke pada kondisi geser. Hal ini berarti regangan geser sebanding dengan tegangan geser selama material masih dalam batas elastis.
Aplikasi dan Faktor Keamanan
Dalam desain teknik mesin dan struktur, faktor penting yang harus diperhatikan adalah faktor keamanan (Safety Factor, SF).
-
Jika SF terlalu kecil → risiko kegagalan besar.
-
Jika SF terlalu besar → struktur menjadi boros dan tidak efisien.
Dengan memahami Poisson’s ratio, shear stress, dan shear strain, mahasiswa dapat menganalisis kekuatan material dalam berbagai aplikasi, mulai dari mesin, kendaraan, hingga struktur bangunan, sehingga desain yang dihasilkan aman, efisien, dan berkelanjutan.
