Hubungan antara gaya, purbahan panjang, dan konstanta suatu pegas dijelaskan dalam Hukum Hooke. Pegas merupakan salah satu benda elastis, sehingga pegas akan kembali ke keadaan semula apabila ada gaya yang bekerja pada pegas tersebut. Gaya yang bekerja pada pegas akan membuat pegas tersebut merenggang sehingga memiliki pertambahan panjang. Pertambahan panjang pegas bisa jadi berbeda antara satu pegas dengan pegas yang lain. Perbedaan pertambahan panjang suatu pegas terjadi karena adanya karakteristik pegas antara satu pegas dengan pegas lain yang dinyatakan sebagai konstanta pegas (k).
Hubungan antara gaya, pertambahan panjang, dan konstanta pegas terdapat dalam hukum Hooke. Besar konstan pegas dapat dihitung melalui persamaan yang sesuai dengan hukum Hooke. Bagaimana bunyi hukum Hooke? Bagaimana cara menghitung besar konstanta pegas? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Baca Juga: Periode dan Frekuensi Pegas
Gaya Pegas dan Energi Potensial Pegas
Sifat elastisitas pegas menjadi objek penelitian Robert Hooke, melalui percobaan yang dilakukannya, Hooke menemukan adanya hubungan sebanding antara gaya dengan pertambahan panjang pegas yang dikenai gaya. Hubungan tersebut merupakan perbandingan senilai. Semakin besar gaya yang bekerja pada pegas maka pertambahan panjang pegas akan semakin besar/panjang pula. Begitu juga untuk kondisi sebaliknya, semakin kecil gaya yang bekerja pada pegas maka pertambahan panjang pegas akan semakin kecil/pendek.
Bunyi Hukum Hooke: jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya.
Secara matematis, bunyi hukum Hooke dinyatakan melalui persamaan di bawah.
Pegas yang dikenai gaya memiliki energi potensial elastis yaitu energi yang tersimpan di dalam benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda. Saat pegas ditarik dengan gaya sebesar F1 maka pegas itu bertambah panjang sebesar Δx1, pada saat pegas ditarik dengan gaya sebesar F2 maka pegas akan bertambah panjang sebesar Δx2, dan begitu seterusnya.
Hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas yang memenuhi Hukum Hooke diberikan seperti pada grafik di bawah.
Besarnya energi potensial pegas (EP) sama dengan usaha total yang diberikan untuk meregangkan pegas. Besar usaha tersebut sama dengan luas segitiga di bawah kurva F terhadap Δx.
Baca Juga: Rumus Periode dan Frekuensi pada Ayunan Bandul dan Pegas
Konstanta Pegas (k) pada Susunan Seri dan Paralel
Pegas dapat disusun secara seri, paralel, atau campuran (terdiri dari kombinasi rangkaian pegas seri dan paralel). Konstanta pegas pada rangkaian pegas dengan susunan seri/paralel/campuran menggunakan konstanta pengganti. Satuan konstata pegas dinyatakan dalam N/m.
Besar nilai konstanta pengganti bergantung pada nilai konstanta pegas dan bentuk rangkaiannya. Cara mencari konstanta pengganti pegas dengan rangkaian seri berbeda dengan rangkaian paralel, begitu juga untuk rangkaian campuran.
Konstanta Pengganti pada Pegas Susunan Seri
Pegas yang disusun secara seri memiliki rangkaian yang memanjang dengan gaya pada pegas susunan terakhir. Pada saat rangkaian susunan seri ini diberi gaya, semua pegas merasakan gaya yang sama. Konstanta pengganti pegas yang disusun secara seri memenuhi persaman berikut.
Konstanta Pengganti pada Pegas Susunan Paralel
Rangkaian pegas yang disusun secara paralel disusun berjajar dengan sebuah gaya terhubung semua pegas. Pada saat rangkaian paralel pegas ini diberi gaya, pemanjangan pegas sama dan gaya yang diberikan dibagi sebanding konstantanya. Konstanta pengganti pegas untuk rangkaian paralel memenuhi persaman berikut.
Baca Juga: Getaran dan Gelombang
Contoh Soal Hukum Hooke dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat digunakan sebagai tolak ukur keberhasilan memahami bahasan materi di atas. Salah satu pengukur keberhasilan memahami suatu bahasan adalah dapat menjawab soal dengan tepat. Setiap contoh soal yang diberikan di bawah dilengkapi dengan pembahasan soal. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat berlatih!
Contoh 1 – Soal Kesimpulan Hukum Hooke
Percobaan pegas, beban yang massanya berbeda-beda digantung pada ujung pegas. Data hasil percobaan tampak sebagai berikut.
Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa ….A. semakin besar beban, semakin kecil pertambahan panjangB. semakin besar gaya, semakin besar pertambahan panjangC. semakin besar gaya, semakin kecil pertambahan panjangD. konstanta pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang
E. konstanta pegas berbanding terbalik dengan gaya
Dua buah mobil berdampingan di suatu areal parker, pusat kedua mobil terpisah sejauh 3 meter. Tentukanlah gaya tariknya jika berat masing-masing mobil … 18.000 Newton (g = 10 m/s2: G = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2Tolong banget inimah asli
Di titik O (0,0) diletakkan titik massa sebesar 2 kg dan di titik P (6,0) diletakkan titik massa sebesar 8 kg. Sebuah benda R (massa R = 4 kg) diletak … kan di antara 0 dan P, dimana R harus diletakkan agar resultan gaya tarik di R nol ( satuan system koordinat dalam meter).
17. Sebuah pegas diletakkan vertikal seperti gambar. Benda yang bermassa 0,1 kg dilepas tanpa kecepatan awal dari ketingian 8 m di atas permukaan tana … h dan menekan pegas. Jika konstanta pegas 400 N/m, berapa cm pegas tertekan? 8 m
Dua buah massanya masing – masing 4 kg dan 8 kg terpisah pada jarak 4 m satu sama lain. Maka, besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut ada … lah (gunakan dit dan dik)
Berdasarkan gambar Cepat rambat gelombang adalah…cm/s
Banu berdiri tegak dan berteriak di depan mulut sebuah goa. Banu mendengar bunyi pantul 1 sekon setelah berteriak. Jika rambat bunyi di udara 340 m/s, … tentukan kedalaman goa tersebut!
3. Ultrasonic wave is used to detect over speed car moving in a highway. The Anstrument consists of a transmitter and a receiver (see Figure-1). The r … eceiver did not receive any signal during 0.2 second as a car with 5 m long passing through the sensor. a. What is the speed of the car. b. If the speed limit is 80 km/hour, could you proof whether the car is over speed or not.
Dua buah benda masing-msing memiliki massa sebesar A da B. Keduanya dari keadaan diam, kemudian diberikan gaya yang sama dalam waktu yang sama. Maka … perbandingan energi kinetik dari benda A terhadap benda B adalah ...
Benda dengan massa 40 kg berada di atas bidang datar licin. Benda tersebut ditarik gaya mendatar 60 N. Besar gaya normal dan percepatan balok adalah ( … pakai dit dik)
Apabila 1 kg air es di campur dengan 100 gram cairan timah panas, maka ... Jawaban A. suhu air tetap, tidak akan berubah. B. suhu timah menjadi lebih … panas dari sebelumnya. C. air dan timah akan memiliki suhu yang sama. D. air dalam wadah akan menjadi tumpah.