Hukum Hooke Dan Susunan Pegas

Modul Pembelajaran

Hukum Hooke Dan susunan Pegas
Kelas XI MIA

SRI HANURAWATI
FISIKA





Susunan Pegas Majemuk Susunan Pegas Seri Susunan pegas parallel

Hukum Hooke

Hukum Hooke dan Elastisitas
Jika suatu benda diberikan suatu gaya yang cukup untuk merubah bentuk benda tersebut
maka kondisi benda tersebut dapat menjadi elastis, plastis, ataupun hancur. Hancur
merupakan kondisi kegagalan benda karena sudah melewati titik patahnya (breaking point).
Plastis merupakan kondisi benda yang tidak dapat kembali lagi menjadi kondisi awalnya
jika gaya yang diberikan dihilangkan. Contoh benda yang bersifat plastis dapat kamu lihat
pada plastisin, tanah liat, dan bahkan permen karet.

Elastis atau Elastisitas (Fisika) adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke kondisi
awalnya ketika gaya yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Contoh benda elastis
adalah pegas. Selain bersifat elastis, pegas juga dapat berubah menjadi bersifat plastis jika
ditarik dengan gaya yang besar melewati batas elastisnya. Jika pegas sudah menjadi
plastis kamu pasti tahu bahwa pegas tersebut sudah rusak.
Agar kamu memahami materi Elastisitas dan Hukum Hooke dengan baik, kamu harus
memahami terlebih dahulu:

 Hukum Newton
 Hukum kesetimbangan
Seperti yang sudah dijelaskan diatas, kamu pasti tahu jika suatu gaya diberikan pada suatu
benda, contohnya pada batang besi vertikal yang tergantung seperti pada gambar dibawah,
maka panjang batang besi tersebut akan berubah.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

atau seterusnya disebut merupakan pertambahan panjang pada batang besi
tersebut. Semakin besar gaya [F] yang diberikan maka pertambahan panjangnya ( ) juga
akan semakin besar. Dapat disimpulkan bahwa pertambahan panjang benda sebanding
dengan besarnya gaya tarik.

Perbandingan besar gaya tarik [F] terhadap pertambahan panjang benda ( ) bernilai
konstan. Konstan artinya sebanding. Proporsionalitas kedua besaran tersebut dinotasikan
dengan rumus persamaan:

Dimana,

= besarnya gaya yang diberikan atau gaya tarik (N)

= pertambahan panjang benda (m)

= konstanta benda (N/m)

merupakan koefisien elastisitas benda ataupun ukuran kelenturan pegas. Hubungan ini
pertama kali diketahui oleh Robert Hooke (1635 – 1703), oleh karena itu dikenal juga
sebagai Hukum Hooke. Hukum Hooke hanya berlaku hingga batas elastisitas. Batas

elastisitas merupakan gaya maksimum yang dapat diberikan pada benda sebelum benda

berubah bentuk secara tetap dan panjang benda tidak dapat kembali seperti semula
(menjadi plastis ataupun hancur).

Kita akan mengamati sebuah objek yaitu pegas, sebuah benda yang dapat menjadi elastis.

Pada kondisi pegas saat ditarik, terdapat gaya pada pegas yang besarnya sama dengan

gaya tarikan pada pegas tetapi arahnya berlawanan ( ). Jika gaya tersebut

disebut dengan gaya pegas ( ) maka gaya ini pun sebanding dengan pertambahan

panjang pegas ( ). Perhatikan Gambar dibawah ini.

[Sumber: Halliday – Resnick – Walker, 2005]
Persamaan gaya pegas dinotasikan dengan rumus:

Dimana,
= gaya pegas (N)
= pertambahan panjang pegas (m)

= konstanta pegas (N/m)
Kamu tidak perlu khawatir terhadap tanda minus (-). Tanda tersebut hanya menyatakan
arah gaya pegas yang berlawanan dengan arah gaya tarik.
Sifat pegas yang elastis banyak digunakan dalam kegunaan sehari-hari. Contoh
penggunaan pegas dapat kamu lihat pada kasur pegas (spring bed) atau pada kendaraan
bermotor. Pada kendaraan bermotor pegas digunakan sebagai peredam kejut
(shockbreaker). Penggunaan pegas biasanya dipakai secara bersamaan dalam satu sistem
pegas. Nilai konstanta pegas tersebut akan berubah tergantung susunannya.
Dua buah pegas atau lebih yang disusun secara seri dinyatakan oleh rumus:

Jika pegas disusun secara paralel, maka dinyatakan dengan rumus:

Contoh Soal Hukum Hooke

Tiga pegas identik (k = 200 N/m) dan dua beban (massa masing-masing m = 0,5 kg)
disusun seperti pada gambar. Pertambahan panjang total pegas adalah … (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
yang terdiri dari dua pegas, kedua komponen pegas paling bawah.
Untuk komponen pegas pertama:

Pertambahan panjang pada komponen pertama, massa kedua benda dijumlahkan untuk
mencari gaya beratnya.

Untuk komponen pegas kedua:

Pertambahan panjang pada komponen kedua, gaya berat yang mempengaruhinya hanya
pada satu benda.

Jadi, total pertambahan panjang pada sistem:

Jika gaya gravitasi dianggap sebesar 10 m/s2, maka total pertambahan panjang pada
sistem tersebut sebesar 0,05 meter atau sepanjang 5,0 cm.
Jawaban: B

Latihan soal materi hokum hooked an susunan pegas

1 Tiga pegas identik, masing-masing mempunyai konstanta elastisitas 200 N/m
tersusun seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Pada ujung bawah susunan
pegas digantungi beban seberat w sehingga susunan pegas bertambah panjang 1
cm. Berat beban w adalah…

2. Dua pegas disusun seperti gambar di bawah. Masing-masing pegas mempunyai
konstanta k1 = 8 N/m dan k2 =4 N/m. Pada pegas digantungi beban sebesar 50 N Jika
percepatan gravitasi 10 m/s2 maka pertambahan panjang susunan pegas adalah…

3. Sebuah pegas digantung dengan posisi seperti gambar berikut! Pegas kemudian diberi
beban benda bermassa M = 800 gram sehingga bertambah panjang 9 cm.

Tentukan :
a) Nilai konstanta pegas
b) Energi potensial pegas pada kondisi II
c) Energi potensial pegas pada kondisi III ( benda M kemudian ditarik sehingga bertambah
panjang 7 cm)
4. Perhatikan gambar berikut ini!

Tentukan :
nilai konsanta pegas dan energy potensial pegas saat X = 0,8 meter

5. Sebuah pipa vertikal terpasang di dalamnya sebuah pegas dan sebuah penampang
lingkaran dari karet berjari-jari 15 cm seperti terlihat pada gambar berikut.

Suatu zat cair dengan massa jenis 500 kg/m3 kemudian dimasukkan ke dalam pipa hingga
setinggi 35 m. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika konstanta pegas
adalah 500 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/s2 tentukan nilai h!

SELAMAT BEKARYA

Terima kasih tetap sehat

: