bulk modulus

Modulus bulk merupakan suatu konstanta numerik yang menggambarkan sifat elastik suatu padatan atau fluida dalam tekanan pada semua permukaannya [ 1 ]. Modulus ini mendeskripsikan seberapa resisten suatu zat terhadap tekanan [ 2 ], yang kadang disebut juga sebagai elastisitas modulus bulk atau modulus volume, dalam hal ini merupakan suatu sifat bahan yang menujukkan karakter kompresibilitas suatu fluida [ 3 ]. Lambang modulus bulk kadang menggunakan $K$ atau $B$ [ 4 ].

modulus

Pada modulus bulk benda mengalami gaya tekan pada seluruh permukaannya atau mendapatkan tekanan dari setiap arah yang ilustrasinya dapat digambarkan pada gambar berikut.

Gambar 1. Benda pada: keadaan awal dengan tekanan sekelilingnya $p_1$ (kiri) dan keadaan akhir dengan tekanan sekelilingnya $p_2$ (kanan), di mana $p_2 > p_1$, sehingga volume benda mengecil $V_2 < V_1$.

Volume benda mula-mulai adalah $V_1$ dan luas permukaannya adalah $A_1$, yang pada keadaan ini antara permukaan benda dan tekanan $p_1$ di sekitarnya telah terjadi kesetimbangan. Kemudian saat tekanan luar diperbesar sebesar $\Delta p = p_2 - p_1$ maka tekanan ini akan menjadi gaya pada permukaan benda sehingga menyusutkan volumenya menjadi $V_2$, yang lebih lebih kecil dari $V_1$ atau perubahan volumnya adalah $\Delta V = V_2 - V_1 < 0$. Modulus bulk dirumuskan sebagai

\begin{equation}\label{eqn-bulk-modulus} B = -\frac{\Delta p}{\Delta V / V_0}, \end{equation}

dengan $V_0$ adalah volume mula-mula, yang dalam Gambar 1 adalah $V_1$.

exer

1. Mengapa perumusan modulus bulk seperti pada Persamaan \eqref{eqn-bulk-modulus} terdapat tanda negatif di awalnya?

note

1. The Editors of Encyclopaedia Britannica, William L. Hosch, “Bulk modulus”, Encyclopædia Britannica, 1 Jun 2006, url https://www.britannica.com/science/bulk-modulus [20211128].
2. Anne Marie Helmenstine, “What Is Bulk Modulus?”, ThoughtCo, 27 Jan 2019, url https://www.thoughtco.com/bulk-modulus-definition-and-examples-4175476 [20211128].
3. “Bulk Modulus and Fluid Elasticity”, Engineering ToolBox, 2004, url https://www.engineeringtoolbox.com/bulk-modulus-elasticity-d_585.html [20211128].
4. Glenn Elert, “Elasticity”, The Physics Hypertextbook, 2021, url https://physics.info/elasticity/ [20211128].

elasticity • young’s modulus • shear modulus

{% comment %} • {% endcomment %}

{% comment %} {% endcomment %}