Apa itu Modulus Massal?

Bahan umumnya dapat dikompresi ketika mengalami tekanan eksternal yang diterapkan di atas permukaannya. Pengurangan volume bahan di bawah tekanan tertentu sangat bervariasi dari bahan ke bahan. Gas umumnya paling mudah dikompresi di bawah tekanan sedangkan padatan dapat dikompresi relatif sedikit dan dengan kesulitan besar. Modulus curah adalah properti material yang menunjukkan tingkat ketahanan material terhadap kompresi. Ini juga dapat disebut dengan sejumlah istilah lain seperti modulus elastisitas curah, modulus kompresi, dan lain-lain.

Salah satu cara untuk memikirkannya adalah sebagai kebalikan dari kompresibilitas. Modulus curah yang tinggi untuk suatu material menunjukkan ketahanan yang relatif tinggi terhadap kompresi, artinya sulit untuk dikompres. Nilai yang rendah menunjukkan ketahanan yang relatif kecil terhadap kompresi, artinya material tersebut relatif mudah dikompresi. Misalnya, modulus curah baja beberapa kali lipat lebih besar daripada udara, yang dapat dikompresi dengan relatif mudah dengan kompresor udara.

Nilai modulus curah suatu bahan bervariasi tergantung pada faktor-faktor seperti suhu bahan itu atau jumlah udara yang dicampur ke dalamnya. Saat bahan memanas, volumenya umumnya akan mengembang sehingga menghasilkan struktur fisik yang lebih terbuka yang lebih mudah untuk dikompresi. Udara yang terperangkap dalam suatu bahan juga mempengaruhi struktur fisik suatu bahan sehingga mempengaruhi modulus curahnya.

Beberapa cairan, seperti air atau cairan hidrolik, kadang-kadang disebut sebagai cairan yang tidak dapat dimampatkan. Ini tidak sepenuhnya akurat, tetapi karena kompresibilitasnya relatif rendah, modulus curah dapat diabaikan dalam beberapa perhitungan teknik. Namun, dalam keadaan tertentu, seperti dalam beberapa situasi tekanan tinggi, harus diperhitungkan untuk memastikan desain dan fungsi sistem yang tepat.

Misalnya, kinerja peralatan hidraulik di bawah tekanan yang sangat tinggi dapat diturunkan jika modulus curah fluida hidraulik tidak diperhitungkan dalam desain sistem. Ini karena sebagian energi dikeluarkan untuk mengompresi fluida hidrolik daripada langsung menuju pekerjaan yang dilakukan peralatan. Fluida dalam sistem harus dimampatkan ke titik yang menahan kompresi lebih lanjut sebelum peralatan dan beban akan ditindaklanjuti. Pengalihan energi dari tugas utama dapat mempengaruhi posisi peralatan, daya yang tersedia untuk fungsi yang dimaksudkan, waktu respons, dan sebagainya.

Modulus curah kurang sering menjadi karakteristik yang menarik sehubungan dengan padatan karena biasanya sangat sulit untuk dikompresi, tetapi relevan dalam beberapa keadaan. Kecepatan suara merambat melalui benda padat sebagian bergantung pada modulus curah bahan. Besarnya energi yang dapat disimpan dalam suatu padatan juga berkaitan dengan sifat ini sehingga relevan untuk studi gempa bumi dan gelombang seismik.
Sebagai fungsi matematika, sifat material ini dinyatakan sebagai rasio tekanan yang diberikan terhadap perubahan volume zat per satuan volume. Ini menghasilkan nilai yang dinyatakan dalam satuan yang sama yang digunakan untuk menyatakan tekanan karena satuan volume saling meniadakan. Dalam bentuk grafik, itu adalah kemiringan kurva yang dibentuk dengan memplot tekanan yang diterapkan pada material versus volume spesifik yang sesuai dari material pada tekanan tersebut.