Hukum Hooke (Gaya Pegas)

0
بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم


Hukum Hooke

Suatu benda yang dikenai gaya akan mengalami perubahan bentuk (volume dan ukuran). Misalnya suatu pegas akan bertambah panjang dari ukuran semula, apabila dikenai gaya sampai batas tertentu. Perhatikan Gambar berikut! 

Pemberian gaya sebesar F akan mengakibatkan pegas bertambah panjang sebesar ΔX . Besar gaya F berbanding lurus dengan ΔX . 
Panjang akhir pegas : L = X + ΔX

Secara matematis ditunjukan dengan persamaan:
F = k . ΔX

Jika digantungkan massa m maka F = w = m.g

Keterangan:
F = gaya yang bekerja (N)
k = Konstanta/tetapan pegas (N/m) 
ΔX = pertambahan panjang
X = panjang mula-mula

Persamaan di atas dapat dinyatakan dengan kata-kata sebagai berikut. “Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya. Pernyataan tersebut dikemukakan pertama kali oleh Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan untuk membangun kembali gedung-gedung di London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666. Oleh karena itu, pernyataan di atas dikenal sebagai hukum Hooke. Hubungan antara Hukum Hooke dengan moduls Young adalah sebagai berikut:
Hubungan antara tetapan/konstanta gaya (k) dengan modulus Young (E), dituliskan sebagai berikut:


Energi Potensial Pegas

Grafik F terhadap ΔX  dapat ditunjukan dengan gambar berikut:

Usaha yang dilakukan untuk menarik pegas juga dapat dihitung sebagai luas daerah di bawah grafik gaya F dan pertambahan panjang pegas ΔX. Maka usaha =  luas daerah yang diarsir (luas segitiga)

Karena F = k . ΔX, maka:

Seluruh usaha (W) yang dilakukan oleh gaya F tersimpan menjadi energi potensial elastis pegas karena tidak terjadi perubahan energi kinetik pegas. Oleh karena itu, sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas k dan terentang sejauh 
ΔX dari keadaan setimbangnya, memiliki energi potensial elastis sebesar Ep. Maka:

==================================================
Soal Latihan (kerjakan di buku catatan Fisika)
  1. Seorang pelajar yang bermassa 50 kg bergantung duduk di ayunan yang terbuat dari karet ban sehingga karet bertambah panjang 10 cm. Tentukan tetapan karet tersebut? g = 10 m/s2
  2. Sebuah pegas yang digantungkan vertikal panjangnya 10 cm. Jika pegas diberi beban 1 kg, pegas akan bertambah panjang menjadi 15 cm. Berapakah panjang pegas tersebut jika diberi beban 3 kg?
  3. Sebuah pegas menggantung dalam keadaan normal panjangnya 30 cm. Bila pada ujung pegas digantungkan benda bermassa 60 gram, panjang pegas menjadi 35 cm. Tentukan: a. tetapan pegas; b. Energi potensial pegas
  4. Di bawah ini ditampilkan grafik gaya tarik terhadap pertambahan panjang pegas dalam suatu percobaan: 

    Berdasarkan grafik tersebut, tentukan: a. konstanta pegas; b. energi potensial pegas di titik B


Posting Komentar

0Komentar
Posting Komentar (0)
Jika artikel ini bermanfaat, mohon untuk berkomentar di bawah ini: