Penulis: Nikolas Putra Hadianto (2511030)
Pernahkah kamu melihat jembatan baja yang membentang panjang, atau gedung bertingkat tinggi yang kokoh berdiri? Semua itu bisa dibangun karena insinyur sipil memahami bagaimana material bereaksi ketika diberi beban. Ilmu yang mempelajari hal ini disebut Mekanika Bahan. Salah satu konsep paling dasar dalam mekanika bahan adalah tegangan (stress) dan regangan (strain). Mari kita bahas satu per satu dengan cara sederhana.
Gambar 1. Sebuah pegas yang diberi beban akan mengalami regangan. Regangan ini dapat dipahami sebagai perbandingan antara perubahan panjang pegas dengan panjang awalnya.
Apa Itu Tegangan?
Tegangan adalah gaya per satuan luas penampang. Sederhananya, tegangan menunjukkan seberapa besar “tekanan” yang diterima suatu material ketika ada gaya bekerja padanya.
Rumus dasar:
- σ (sigma) = tegangan (Pa atau N/m²)
- F = gaya (N)
- A = luas penampang (m²)
Contoh mudahnya: coba bayangkan kamu berdiri di tanah dengan sepatu hak tinggi vs. flat shoes. Gaya (berat badanmu) sama, tapi luas penampang alas kaki berbeda. Hak tinggi punya permukaan kecil → tegangannya besar. Sepatu olahraga punya permukaan lebar → tegangannya kecil.
Gambar 2. Sepatu hak tinggi (kiri) dan flat shoes (kanan)
Dalam teknik sipil, tegangan penting untuk menghitung apakah kolom, balok, atau pelat mampu menahan beban tanpa patah atau retak.
Tegangan terbagi dua:
- Tegangan normal → terjadi ketika gaya bekerja sejajar sumbu material (tarik atau tekan).
- Tegangan geser (shear stress, τ) → terjadi ketika gaya bekerja tegak lurus terhadap sumbu material.
Apa Itu Regangan?
Kalau tegangan berbicara soal gaya, regangan berbicara soal perubahan bentuk (deformasi). Regangan adalah rasio perubahan panjang terhadap panjang awal.
- Rumus dasar:
- ε (epsilon) = regangan
- δ (delta) = perubahan panjang
- L = panjang awal
Contoh: Sebuah baja sepanjang 1 meter ditarik hingga memanjang 1,001 meter. Artinya regangannya adalah 0,001 / 1 = 0,001 (tanpa satuan).
Regangan juga terbagi dua:
- Regangan normal → akibat gaya tarik atau tekan sejajar sumbu benda.
- Regangan geser (γ) → akibat gaya geser yang membuat benda berubah bentuk miring.
Hubungan Tegangan dan Regangan
Tegangan dan regangan saling berhubungan. Dalam batas elastis (belum rusak), material mengikuti
Hukum Hooke:
σ = E × ε
di mana E adalah Modulus Elastisitas, yang menunjukkan seberapa kaku material itu.
Contohnya: baja punya modulus elastisitas tinggi → susah diregangkan. Sedangkan karet modulusnya rendah → mudah ditarik.
Kenapa Penting untuk Teknik Sipil?
Dalam dunia teknik sipil, perhitungan tegangan dan regangan sangat penting karena:
- Menentukan ukuran balok, kolom, dan pelat agar tidak roboh.
- Mendesain jembatan supaya mampu menahan beban kendaraan tanpa melengkung berlebihan.
- Memilih material yang sesuai (beton, baja, kayu) sesuai kebutuhan kekuatan dan elastisitasnya.
- Memastikan keselamatan konstruksi, karena kesalahan kecil bisa berakibat fatal.
Singkatnya, memahami tegangan dan regangan adalah dasar dari setiap desain struktur. Tanpa konsep ini, insinyur sipil tidak bisa memastikan apakah bangunan akan berdiri kokoh atau justru berisiko runtuh.
Editor: Ade Jaya Saputra, S.T., M.Eng.
