Hukum Hooke -

Hukum Hooke dan Elastisitas

Jika suatu benda diberikan suatu gaya yg cukup untuk merubah bentuk benda tersebut maka kondisi benda tersebut mampu menjadi elastis, plastis, ataupun hancur. Hancur merupakan kondisi kegagalan benda alasannya adalah telah melewati titik patahnya (breaking point). Plastis merupakan keadaan benda yg tak mampu kembali lagi menjadi keadaan awalnya kalau gaya yg diberikan dihilangkan. Contoh benda yg bersifat plastis dapat ananda lihat pada plastisin, tanah liat, & bahkan permen karet.

Elastis atau Elastisitas (Fisika) yaitu kemampuan sebuah benda untuk kembali ke kondisi mulanya tatkala gaya yg diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Contoh benda elastis yaitu pegas. Selain bersifat lentur, pegas pula mampu menjelma bersifat plastis jikalau ditarik dgn gaya yg besar melalui batas elastisnya. Jika pegas telah menjadi plastis ananda pasti tahu bahwa pegas tersebut telah rusak.

Agar ananda mengetahui materi Elastisitas & Hukum Hooke dgn baik, ananda mesti memahami apalagi dulu:

Hukum Newton

Hukum kesetimbangan

Seperti yg telah dijelaskan diatas, ananda niscaya tahu jika suatu gaya diberikan pada suatu benda, misalnya pada batang besi vertikal yg tergantung seperti pada gambar dibawah, maka panjang batang besi tersebut akan berganti.

hukum hooke & elastisitas

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

$\Delta L$ atau seterusnya disebut $\Delta x$ merupakan pertambahan panjang pada batang besi tersebut. Semakin besar gaya [F] yg diberikan maka pertambahan panjangnya ( $\Delta x$ ) pula akan makin besar. Dapat disimpulkan bahwa pertambahan panjang benda seimbang dgn besarnya gaya tarik.

Perbandingan besar gaya tarik [F] terhadap pertambahan panjang benda ( $\Delta x$ ) bernilai konstan. Konstan artinya sepadan. Proporsionalitas kedua besaran tersebut dinotasikan dgn rumus persamaan:

$F = k \Delta x$

Dimana,

$F$ = besarnya gaya yg diberikan atau gaya tarik (N)

$\Delta$ = pertambahan panjang benda (m)

$k$ = konstanta benda (N/m)

$k$ merupakan koefisien elastisitas benda ataupun ukuran kelenturan pegas. Hubungan ini pertama kali dikenali oleh Robert Hooke (1635 – 1703), oleh alasannya itu dikenal pula selaku Hukum Hooke. Hukum Hooke hanya berlaku sampai batas elastisitas. Batas elastisitas merupakan gaya maksimum yg mampu diberikan pada benda sebelum benda berubah bentuk dengan-cara tetap & panjang benda tak dapat kembali seperti semula (menjadi plastis ataupun hancur).

Kita akan mengamati suatu objek yakni pegas, sebuah benda yg dapat menjadi lentur. Pada keadaan pegas ketika ditarik, terdapat gaya pada pegas yg besarnya sama dgn gaya tarikan pada pegas namun arahnya bertentangan ( $F_ aksi = - F_ reaksi$ ). Jika gaya tersebut disebut dgn gaya pegas ( $F_p$ ) maka gaya ini pun sebanding dgn pertambahan panjang pegas ( $\Delta x$ ). Perhatikan Gambar dibawah ini.

ilustrasi hukum hooke

[Sumber: Halliday – Resnick – Walker, 2005]

Persamaan gaya pegas dinotasikan dgn rumus:

$F_p = - F$

$F_p = - k \cdot \Delta x$

Dimana,

$F_p$ = gaya pegas (N)

$\Delta x$ = pertambahan panjang pegas (m)

$k$ = konstanta pegas (N/m)

Kamu tak perlu khawatir terhadap tanda minus (-). Tanda tersebut hanya menyatakan arah gaya pegas yg bertentangan dgn arah gaya tarik.

Sifat pegas yg elastis banyak digunakan dlm kegunaan sehari-hari. Contoh penggunaan pegas mampu ananda lihat pada kasur pegas (spring bed) atau pada kendaraan bermotor. Pada kendaraan bermotor pegas dipakai selaku peredam kejut (shockbreaker). Penggunaan pegas umumnya dipakai dengan-cara bersamaan dlm satu tata cara pegas. Nilai konstanta pegas tersebut akan berganti tergantung susunannya.

Dua buah pegas atau lebih yg disusun dengan-cara seri dinyatakan oleh rumus:

$\frac 1 k_s =\frac 1 k_1 =\frac 1 k_2 =\frac 1 k_3 =\cdots=\frac 1 k_n$

Jika pegas disusun dengan-cara paralel, maka dinyatakan dgn rumus:

$k_p = k_1 + k_2 + k_3 + \cdots + k_n$

Daftar Isi

Contoh Soal Hukum Hooke

contoh soal hukum hooke

Tiga pegas identik (k = 200 N/m) & dua beban (massa masing-masing m = 0,5 kg) disusun seperti pada gambar. Pertambahan panjang total pegas yaitu … (Simak UI 2014)

A. 4,0 cm

B. 5,0 cm

C. 6,0 cm

D. 7,0 cm

E. 8,0 cm

Solusi:

Kita bagi dua komponen pegas pada sistem tersebut, pertama komponen pegas paralel yg terdiri dr dua pegas, kedua komponen pegas paling bawah.

Untuk komponen pegas pertama:

$k_p = k+k = 2k$