Apa itu Bidang Geser?

Bidang geser adalah bidang di mana tegangan geser terjadi. Seperti tegangan normal, tegangan geser adalah ukuran gaya per satuan luas. Pada setiap titik tertentu dalam suatu struktur, ada banyak kemungkinan bidang yang dapat ditentukan untuk mengukur tegangan. Dengan demikian, bidang mana pun yang memuat luas yang dimaksud adalah bidang geser. Bidang geser berguna untuk insinyur yang menganalisis tegangan internal dalam struktur.

Stres memiliki satuan yang sama dengan tekanan: gaya per area. Tegangan normal terjadi ketika komponen mengalami tegangan atau kompresi. Jika batang logam diregangkan secara vertikal, tegangan internal akan cenderung menahan deformasi lebih lanjut. Tegangan ini akan terjadi pada penampang melintang batang. Tegangan dikatakan normal karena diarahkan tegak lurus atau normal terhadap bidang tegangan horizontal.

Tegangan geser mirip dengan tegangan normal karena memiliki satuan yang sama. Arah tegangan, bagaimanapun, adalah sejajar dengan bidang tegangannya. Jenis tegangan ini dapat terjadi jika serangkaian gaya yang berbeda diterapkan pada batang logam yang sama; yaitu, jika seseorang menahan bagian bawah bilah saat mencoba memindahkan bagian atas bilah ke kanan. Tegangan internal yang dihasilkan disebut tegangan geser, karena bagian dari batang mencoba untuk meluncur, atau geser, melewati satu sama lain.

Di bawah kondisi pembebanan ini, tegangan pada bidang horizontal yang terletak di tengah batang akan menjadi tegangan geser yang diarahkan secara horizontal. Bagian bawah bilah akan mencoba bergerak ke kiri; itu akan menundukkan gaya ke kiri dalam bidang geser horizontal. Bagian atas bar akan mencoba bergerak ke kanan; itu akan mengalami gaya ke kanan pada bidang geser yang sama.

Menganalisis bidang geser penting dalam mencegah kegagalan mekanis suatu struktur. Setiap bahan memiliki batas seberapa besar tekanan yang dapat ditanggungnya. Batas ini adalah properti dari materi itu sendiri, bukan bentuk objek. Misalnya, dua karet gelang dapat dibuat dengan ukuran yang berbeda tetapi dari bahan yang sama. Yang lebih besar dapat menahan lebih banyak gaya sebelum putus, tetapi hanya karena ia memiliki lebih banyak luas penampang untuk mendistribusikan gaya; tegangan internal akan sama pada kegagalan untuk kedua ukuran.

Demikian juga, komponen dapat pecah karena terlalu banyak tegangan geser. Jika suatu komponen gagal karena tegangan geser, bagian-bagiannya akan meluncur melewati satu sama lain. Baut logam tua, misalnya, biasanya gagal dengan cara ini. Batas tegangan geser, seperti halnya tegangan normal, adalah sifat material.