Sifat Mekanika Bahan

E-LKPD Fisika

Berbasis Learning cycle

SIFAT MEKANIKA BAHAN

Margaretha V W Lubur
Dr. Yosaphat Sumardi, M.Si
Dr. Daimul Hasanah, M.Pd

Nama :
NIS :
Kelas :

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA
YOGYAKARTA
2022

PERKENALAN
Margaretha V W Lubur
Dr. Yosaphat Sumardi, M.si
Dr. Daimul Hasanah, M.Pd
Handoyo Saputro, S.Pd.,M.Si
Sony Erlangga, M.Pd
Drs. Ruslan Abdulgani
Fransiscus X Dasmasela, S.Pd
Hieronimus Robi, S.Pd.

2

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah, Tuhan Maha Pencipta, dan
pemelihara alam semesta, yang telah memberikan Rahmat dan Hidayah-Nya
sehingga dapat menyelesaikan E-LKPD Fisika dengan model siklus belajar
(Learning Cycle) dengan materi “Sifat Mekanika Bahan” untuk SMK kelas X
ini tanpa hambatan apapun. Terimakasih kepada semua pihak yang telah
membantu menyelesaikan E- LKPD Fisika ini.

E-LKPD Fisika dengan materi Sifat Mekanika Bahan merupakan E-LKPD
pengayaan dari materi sesuai kurikulum 2013 . E-LKPD berbasis Learning
Cycle ini diharapkan peserta didik dapat menggali ilmu sains mengenai Sifat
Mekanika Bahan yang ada disekitar lingkungan peserta didik. Selain itu
melalui model learning cycle, peserta didik juga dapat melakukan berbagai
aktivitas yang menarik dalam belajar Fisika.

Dalam penulisan E-LKPD ini penulis menyadari masih banyak terdapat
kekurangan. oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun
sangat diperlukan untuk meningkatkan mutu E-LKPD. Harapan penulis semoga
E-LKPD yang dikembangkan dapat bermanfaat bagi semua pihak. Selanjutnya
bagi para peserta didik penulis semangat belajar dan memanfaatkan E-LKPD
ini sebagai sumber belajar dengan sebaik-baiknya.Semoga E-LKPD ini dapat
bermanfaat dan digunakan sebaik-baiknya.
Terima kasih

Yogyakarta, Mei 2022

Penulis

3

Perkenalan ................................................................................................................. 2
Kata Pengantar ...............................................................................................3
Petunjuk Penggunaan E-LKPD..................................................................7
Standar Isi.........................................................................................................8

o Kompetensi Inti.................................................................................8
Kompetensi Dasar dan IPK ........................................................................9
Tujuan Pembelajaran................................................................................ 10
Peta Konsep ....................................................................................................11
Kegiatan 1........................................................................................................ 12

1. Fase Engagement ......................................................................... 12
2. Fase Eksploration ....................................................................... 13
3. Fase Eksplanation ....................................................................... 14
4. Fase Elaboration.......................................................................... 18
5. Fase Evaluation............................................................................ 18
Kegiatan 2........................................................................................................22
1. Fase Engagement .........................................................................22
2. Fase Eksploration .......................................................................22
3. Fase Eksplanation .......................................................................25
4. Fase Elaboration..........................................................................29
5. Fase Evaluation............................................................................30
Latihan Soal................................................................................................... 31
Daftar Pustaka.............................................................................................34
Profil Penulis.................................................................................................34

4

Kompetensi dasar (KD)............................................................................................... 8
Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) .......................................................... 8
Tujuan Pembelajaran................................................................................................. 9
Peta Konsep .................................................................................................................... 10
Tabel pengamatan kegiatan 1................................................................................ 12
Tabel 1 Modulus Elastisitas berbagai zat ...................................................... 15
Tabel 2 Modulus Geser berbagai zat ................................................................ 16
Tabel pengambilan data kegaiatan 2................................................................. 22

5

Gambar 1.1...................................................................................................................... 11
Gambar 1.2 .................................................................................................................... 14
Gambar 1.3 ......................................................................................................................16
Gambar 2.1 .................................................................................................................... 21
Gambar 2.2..................................................................................................................... 22
Gambar 2.3..................................................................................................................... 24
Gambar 2.4.................................................................................................................... 25
Gambar 2.5..................................................................................................................... 26
Gambar 2.6..................................................................................................................... 26
Gambar 2.7..................................................................................................................... 27
Gambar 2.8..................................................................................................................... 27

6

1. Bagi Guru
Guru dapat mengarahkan peserta didik untuk mempelajari E-LKPD di
rumah secara mandiri untuk memperdalam pemahaman materi Sifat
Mekanika Bahan.

2. Bagi Peserta Didik
a. E-LKPD ini dapat digunakan secara mandiri atau bersama
kelompok.
b. Keberhasilan E-LKPD ini bergantung pada ketekunan masing-
masing peserta didik.
c. Baca dan pahami setiap tujuan pembelajaran pada setiap
kegiatan belajar!
d. Pahami setiap konsep dan contoh yang disajikan dalam uraian
materi pada kegiatan belajar dengan baik!
e. Kerjakan sesuai dengan petunjuk yang telah disusun dan
direncanakan penulis!
f. Catatlah setiap kesulitan yang Anda alami selama
mempelajari dan mengerjakan proyek dalam E-LKPD ini!
Tanyakan kesulitan tersebut kepada guru!

7

KOMPETENSI INTI

1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.
2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab,

peduli (gotong royong), kerja sama, toleran, damai, santun, responsif
dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas
berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan
lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai
cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
3. Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, dan prosedural berdasarkaan rasa ingin tahunya tentang
ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban
terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang
spesifik untuk memecahkan masalah.
4. Mengolah, manalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di
sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di
bawah pengawasan langsung.

8

KOMPETENSI DASAR
DAN INDIKATIKOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

Kompetensi Dasar (KD) Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK)

3.7 Menganalisis kekuatan 3.7.1 Peserta didik dapat mengidentifikasi

bahan dari sifat benda elastis dan tidak elastis dengan

elastisitasnya tepat(C1)

3.7.2 Peserta didik dapat menjelaskan

konsep tegangan, regangan dan

modulus elastisitas bahan dengan

benar(C2)

3.7.3 Peserta didik dapat menerapkan hukum

Hooke pada suatu bahan (C3)

3.7.4 Peserta didik dapat menganalisis

hubungan tegangan, regangan, dan

modulus elastisitas dengan benar (C4)

4.7 Menyelesaikan masalah 4.7.1 Menyelesaikan masalah teknis yang

teknis dalam bidang berkaitan dengan elastis bahan dalam

teknologi terkait dengan bidang teknologi dan kehidupan sehari-

elastisitas bahan hari.

4.7.2 Mendemonstrasikan benda elastis

yang menggunakan pegas untuk

menentukan kostanta pegas.

9

TUJUAN PEMBELAJARAN

Melalui kegiatan pembelajaran berbasis learning Cycle peserta didik
diharapkan mampu :

1. Mengidentifikasi karakteristik benda elastis dan tidak elastis/plastis
dengan benar.

2. Menjelaskan konsep tegangan, regangan, dan modulus elastisitas
dengan benar.

3. Menjelaskan konsep Hukum Hooke dan Susunan Pegas dengan benar.
4. Menerapkan sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari

dengan benar.

10

membahas

Terdiri dari Dimiliki oleh
Dapat disusun

11

1 Fase Engagement

Sumber: https://id.wikipedia.org/ Sumber: https://berkeluarga.id/

Gambar 1.1 Karet Gelang dan Plastisin

Pernakah kamu memainkan karet gelang? Karet gelang yang
kamu tarik dapat kembali ke ukuran semula ketika kamu tidak
lagi memberi gaya tarik. Apakah hal tersebut terjadi pada
benda lain seperti plastisin? Ketika kamu menarik-narik
plastisin, benda tersebut tidak akan kembali ke bentuk semula
tanpa kamu beri gaya. Dalam ilmu Fisika, karet merupakan
benda elastis sedangkan plastisin merupakan benda plastis.

Cobalah sebutkan perbedaan antara benda elastis dan benda
plastis berdasarkan contoh di atas!

12

2 Fase Exploration

Nama : ...........
No. Absen : ...........
Kelas : ............

Tujuan : Mengidentifikasi karakteristik benda elastis dan tidak
elastis (Plastis)

Alat dan Bahan : Plastisin, Lidi, Kertas, Per, Karet gelang dan
penghapus

Cara Kerja :

1. Ambillah plastisin lalu berikan gaya tarik dan amatilah apa yang
terjadi !

2. Lakukan pada semua bahan dan catat pada tabel pengamatan
dibawah !

Tabel Pengamatan

No Nama Bahan Sifat Bahan Posisi Bahan
Elastis Plastis
1 Plastisin Berubah Bentuk Asli
2 Lidi
3 Kertas Bentuk Benda
4 Per
5 Karet Gelang
6 Penghapus

Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut ini!!

1. Apa yang dimaksud dengan benda elastis dan benda plastis?
2. Apa yang terjadi jika benda elastisitas diberi gaya yang lebih besar

dari gaya sebelumnya; Jelaskan!
3. Jelaskan karakteristik benda elastis dan plastis

13

4. Selain benda tersebut sebutkan contoh benda elastis dan benda
plastis yang kamu temui dalam kehidupan sehari-hari

5. Buatlah kesimpulan dari percobaan tersebut!

3 Fase Explanation

Elastisitas merupakan sifat fisis suatu benda yang membuatnya memiliki
kecenderungan untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya (tarik atau dorong )
dihilangkan. Benda yang dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya yang
diberikan dihilangkan disebut benda elastis. Benda-benda elastis memiliki beberapa
besaran fisis yang meliputi tegangan, regangan, dan modulus elastisitas. Pelajari
besaran-besaran tersebut pada uraian berikut ini!

1. Tegangan

Pernahkah kalian melihat Ibumu menjemur baju? Ketika baju

masih basah, tali jemuran akan tertarik ke bawah oleh gaya berat

yang diberikan baju dan air. Setelah terkena panas matahari, air akan

menguap yang menyebabkan gaya berat yang diberikan semakin

berkurang. Akibatnya, tali jemuran akan terangkat kembali walaupun

belum kembali ke posisi awal sebelum digantungkan baju. Setelah baju

kering dan diangkat, barulah tali jemuran akan benar-benar kembali

ke posisi sebelumnya. Hal ini membuktikan bahwa tali jemuran memiliki

sifat elastis. Pada saat tali jemuran mendapatkan gaya berat, tali

mengalami tegangan yang disertai dengan regangan.

Tegangan (stress) adalah gaya yang bekerja pada satu satuan

luas penampang bahan. Secara matemetis ditulis sebagai berikut:

Dengan:
=

= Tegangan (Nm-2)

= Gaya (N)

= Luas penampang (m2)

14

2. Regangan

Jika sebuah karet gelang diberi gaya maka akan terjadi

tegangan rentang/ tarik dan menghasilkan pertambahan panjang

tertentu. Bagian manakah yang mengalamai pertambangan panjang?

Apakah hanya bagian ujung-ujungnya saja atau seluruh bagian? Ingin

tahu...tahu banget...yuk ikuti terus! Gaya yang diberikan kepada benda

dapat ditempatkan pada ujung-ujungnya saja, tetapi pengaruh yang

ditimbulkannya terjadi secara menyeluruh terhadap setiap partikel-

partikel benda. Kemudian bagaimana cara kita menentukan besarnya

pertambahan panjang yang terjadi pada setiap partikel benda?

Regangan (strain) adalah perubahan relatif ukuran atau bentuk

benda yang mengalami tegangan. Perubahan ukuran bisa berupa

pertambahan atau pengurangan panjang. Secara matematis ditulis

sebagai berikut:

Dengan: ∆
=

= Regangan (strain)

∆ = Pertambahan panjang (m)

= Panjang mula-mula (m)

3. Modulus Elastisitas
Ketika kamu diberi dua buah benda yakni karet gelang dan senar
gitar,benda manakah yang lebih mudah ditarik (direngangkan) dan
bertambah panjang? Pasti kamu akan menjawab karet gelang bukan?
Kenapa demikian? Karena hal tersebut menunjukkan bahwa setiap
bahan memiliki elastisitas yang berbeda. Besaran fisis yang
menunjukkan perbedaan benda adalah modulus young atau modulus
elastisitas. Menurut percobaan Robert Hooke yang kemudian menjadi
Hukum Hooke, diperoleh grafik hubungan antara stress dan strain
pada suatu logam seperti gambar di bawah ini yang memperlihatkan
deformasi (perubahan bentuk).

Sumber: https://www.google.com/
Gambar 1.2 Grafik Modulus Young

15

Jadi sebuah gaya yang diberikan pada benda dalam daerah elastis,

maka benda akan berubah bentuk. Reaksi benda terhadap gaya yang

diberikan oleh nilai suatu besaran yang disebut modulus elastis.

Modulus Elastis merupakan konstanta perbandingan antara tegagan

dan regangan yang dialami bahan.

Secara matematis ditulis sebagai berikut:

. . ∆

= → =
∆


Pada persamaan diatas, nilai E, A, dan I adalah konstan sehingga

dapat ditulis sebagai berikut:

. =



Dengan :

= Modulus Young (Nm-2)

Tabel 1. Modulus Elastisitas Berbagai Zat

Zat Modulus Elastisitas (N/m2)
Besi
Baja 100 × 109
Perunggu 200 × 109
Aluminium 100 × 109
Beton 70 × 109
Batu Bara 20 × 109
Marmer 14 × 109
Granit 50 × 109
Kayu (pinus) 45 × 109
Nilon 10 × 109
Tulang Muda 5 × 109
15 × 109

Sumber: College Physics, Serway R.A Faughn J.S

16

4. Modulus Geser

Gambar 1.3 Perubahan bentuk karena geseran

Sumber:Buku Fisika Marten Kanginan KLS XI

Modulus elastisitas berkaitan dengan perubahan panjangsuatu benda
elastis ketika diberi gaya. Jenis perubahan lainnya adalah perubahan
bentuk karena diberi gaya geser, yang berkaitan dengan modulus
geser (shear modulus). Perhatikan (Gambar 3) sebuah buku yang diam
diatas meja. Gaya F berarah horizontal kekanan diberikan pada
sampul atas buku. Akibat dari gaya tersebut pada sampul bawah buku
yang bersentuhan dengan lantai bekerja gaya gesekan statik -F.
Sebagai hasilnya buku tetap diam,tetapi sedikit miring karena geseran

sepanjang ∆ .
Secara matematis Modulus Geser (G) dapat dirumuskan sebagai
berikut:

= → =



∆
=

Nilai Moulus Geser beberapa zat ditunjukkan padaa tabel 2 berikut.

Tabel.2 Modulus Geser Berbagai Zat

Zat Modulus Geser (N/m2)

Aluminium 25 x 109

Tembaga 45 x 109

Kaca 26 x 109

Polietilena 0,12 x 109

Karet 0,003 x 109

Titanium 41 x 109

Baja 80-90 x 109

Sumber:University Physych, Beuer Westfall

17

4 Fase Elaboration

1. Sebuah pegas jika diberi gaya 10 N menyebabkan
pertambahan panjang 2 cm. Berapakah konstanta
pegas tersebut?

2. Tetapan gaya pegas adalah......

3. Jelaskan hubungan pertambahan gaya dan
pertambahan panjang pada pegas!

5 Fase Evaluation

A. Pilihan Ganda!

1. Sifat benda yang memungkinkan benda kembali pada bentuknya

semula setelah gaya-gaya yang bekerja pada benda dihilangkan

disebut.....

a. Elastisis b. Plastis

c. Kompresibilitas d. Stess

e. Strain

2. Suatu benda jika ditarik pada keadaan tertentu dan kemudian gaya

dilepas, maka benda tersebut memiliki sifat tidak kembali ke

bentuk semula. Sifat seperti ini disebut sifat …

a. Kekerasan b. Kekuatan

c. Plastis d. Elastis

e. Keliatan

18

3. Kelompok benda berikut yang termasuk benda elastis adalah.....

a. Kaca, Karet, Serat b. Karet, Kaleng, Serat
Optik Optik

c. Kaca, Tanah Liat, Serat d. Pegas, Kaca, Serat
Optik Optik

e. Pegas, Karet, Serat
Optik

4. Seutas tali mempunyai panjang mula-mula 100 cm ditarik hingga

tali tersebut mengalami perubahan panjang 2 mm, maka rengangan

tali adalah......

a. 0,001 b. 0,002

c. 0,003 d. 0,004

e. 0,005

5. Seutas kawat luas penampangnya 4mm2 , kemudian direnggangkan

oleh gaya 4,8 N sehngga bertambah panjang 0,04 cm . Bila panjang

kawat mula-mula 60 cm , maka tegangan kawatnya adalah....

a. 4 x 105 N/m2 b. 6 x 105 N/m2

c. 8 x 105 N/m2 d. 10 x 105 N/m2

e. 12 x 105 N/m2

6. Suatu tali berdiameter 4 mm dan mempunyai panjang awal 2 m

ditarik dengan gaya 200 N hingga panjang tali berubah menjadi

2,02 m. Hitung modulus elastisitas Young!

a. 16 x 10 9 N/m2 b. 1,6 x 10 9 N/m2

c. 16 x 10 10N/m2 d. 1,6 x 10 10N/m2

e. 0,16 x 10 9 N/m2

7. Lala memiliki 2 kawat dengan jenis berbeda. Kedua kawat tersebut

memiliki luas penampang yang sama. Kemudian kawat-kawat

tersebut diberi gaya yang berbeda . Gaya yang diberikan pada

kawat A 2 kali gaya yang diberikan pada gaya B. Ternyata panjang

kawat B bertambah 4 kali pertambahan panjang kawat A.

Perbandingan tegangan kawat A dan B milik lala adalah...

a. 2:1 b. 1:2

c. 1:4 d. 4:1

e. 1:8

19

8. Perhatikan grafik berikut!

Grafik diatas merupakan grafik tegangan terhadap regangan

suatu gas. Nilai D adalah...

a. 70 x 10-6 b. 14 x 10-6
c. 28 x 10-6 d. 42 x 10-6
e. 56 x 10-6

9. Sebuah batang elastik panjangnya 4 m dan luas penampang 1,5

cm2. Ketika batang tersebut digantungi beban 330 kg ternyata

meregang 0,7 mm. Besarnya modulus Young bahan batang tersebut

adalah …

a. 1,23 x 1010 N/m2 b. 1,50 x 1010 N/m2

c. 3,30 x 1010 N/m2 d. 4,32 x 1010 N/m2

e. 5,25 x 1010 N/m2

10. Sepotong kawat homogen panjangnya 140 cm dan luas

penampangnya 2 mm2. Ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N,

bertambah panjang 1 mm. Modulus elastis bahan kawat tersebut

adalah …

a. 7 x 108 N/m2 b. 7 x 109 N/m2

c. 7 x 1010 N/m2 d. 7 x 1011 N/m2

e. 7 x 1012 N/m2

B. Essay

11. Seorang pemanjat tebing bergantung pada tali sepanjang 15 m Bila

tali tersebut bertambah panjang 2.8 cm hitung regangan tali

tersebut!

12. Seutas kawat baja memiliki panjang 4 m dan luas penampang 2 x

10-6 m2. Modulus elastisitas baja 2 x 1011 N/m2. Sebuah gaya

dikerjakan untuk menarik kawat tersebut hingga

bertambahpanjang 0,3 m. Hitunglah besar gaya tarik tersebut.

20

13. Sebuah balok 10 kg diakitkan pada sebuah kawat yang memiliki
luas penampang 2,4 mm2. Jika g= 9,8 m/s2 hitunglah tegangan yang
dialamai kawat tersebut!

14. Seutas kawat sepanjang 1 meter ditarik dengan gaya 4 N. Luas
penampang kawat tersebut 2 mm2 dan modulus elastisitasnya 1010
N/m2. Hitung pertambahan panjang kawat akibat gaya yang
diberikan!

15. Diketahui terdapat suatu tali ditarik dengan gaya 314 N sehingga
panjang tali menjadi 1,02 m. Bila panjang awal tali tersebut adalah
1 m dan diameter tali tersebut adalah 10 mm. Tentukan:
a. Tegangan tali
b. Regangan tali
c. Modulus Elastisitas Young!

21

1 Fase Engagement

Sumber: https://www.gridoto.com/ Pernakah kamu melihat shockbreaker pada
Gambar 2.1 Shockbreaker kendaraan bermotor? Ada yang tahu apa

fungsinya?

Fungsi shockbreaker adalah meredam terjadinya
oskilasi saat berjalan di atas permukaan jalan

yang tidak rata.
Shockbreaker bekerja berdasarkan prinsip Hukum
Hooke . Apakah kalian pernah mendengar istilah

tentang Hukum Hooke?

2 Fase Exploration

Nama : ...........
No. Absen : ...........
Kelas : ............

Tujuan : Menjelaskan konsep hukum hooke dan susunan Pegas
Alat dan Bahan dari Karet Gelang

: Botol plastik, karet gelang, cangkir ukur beras,
penggaris, air.

22

Cara Kerja:
1. Gantungkanlah botol plastik di karet gelang seperti pada video berikut:

https://youtu.be/0YIGW9KdHZI
2. Dengan menggunakan cangkir ukur beras, isilah botol dengan 120 ml

air. Gantung botol pada karet gelang, lalu ukur panjang karet gelang.!
Catat massa air (m) dan panjang karet (x) pada tabel pengamatan
(catatan: 120 ml air = 120 gram air).
3. Ulangi langkah 3 dengan menambahkan air sebanyak 120 ml. Ukur dan
catat panjang karet akhir serta massa air di dalam botol !
4. Ulangi hingga didapat minimal empat data pengukuran massa air dan
panjang karet
5. Isi kolom berat air dengan persamaan F = m.g, dengan nilai g = 9,8 m/s2
dan nilai massa dalam kilogram
6. Catat hasil pengukuran di kolom yang sudah disiapkan.

Setelah semua data diplot ke dalam grafik, buatlah Best Fit Line atau garis
perkiraan yang mewakili semua data.

Pengambilan data: F (N) Panjang
karet
No. m (kg) x (cm)

1
2
3
4
5

Gambar 2.2 Grafik F(x)

23

Diskusi:
1. Dengan melakukan percobaan di atas, bagaimana keadaan karet

sebelum dan sesudah botol diisi air?.
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
2. Dari percobaan yang sudah dilakukan jelaskan faktor apa saja
yang menyebabkan karet bertambah panjang!
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________

3. Apa jenis susunan pegas yang digunakan dalam percobaan diatas,
jelaskan !
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________

24

3 Fase Explanation

Gambar 2.3 Robert Hooke

Robert lahir pada 18 Juli 1635 di Freshwater, di
Isle of Wight, Inggris. Kontribusi Hooke untuk
biologi terutama Micrographia bukunya yang
diterbitkan pada tahun 1665. Dia mengembangkan
mikroskop majemuk dan sistem pencahayaan
(salah satu yang terbaik mikroskop seperti
waktu). Dia juga mengamati organisme beragam
seperti serangga, spons, bryozoa, foraminifera,
dan bSuulmubebru:rhuttnpgs.:/I/nwiwawd.gaoloadhrebaedss.tc-osme/ller selama
waktunyaGnaymaba,rk2o.2ntRroibbeurst iHloaoiknemeliputi: hukum

elastisitas, menarik prinsip gravitasi, ia
memutuskan masalah pengukuran jarak ke
bintang, itu dia yang benar-benar menciptakan
pompa udara yang eksperimen Boyle bisa

dilakukan,

25

1. Hukum Hooke

Sifat elastisitas suatu zat, dimanfaatkan orang dalam pembuatan pegas.
Menurut Hooke, bila sebuah pegas ditarik oleh pasangan gaya F maka pegas
tersebut akan bertambah panjang sebanding dengan besarnya gaya yang
mempengaruhi pegas tersebut. Untuk dua pegas yang berbeda, meskipun
diberi gaya tarik yang sama, ternyata menghasilkan pertambahan panjang
yang berbeda. Hal ini berarti bahwa ada besaran khusus untuk setiap pegas.
Besaran ini disebut tetapan pegas (konstanta). Dari hasil percobaan didapat:

≈ ∆ selalu konstan sehingga:

∆

=

∆

Sumber : https://fisikahepi.hepidev.com/

Gambar 2.4 Pegas

Secara matematis Hukum Hooke dirumuskan sebagai berikut:

= − ∆

Dengan:

= Gaya Pegas (N)

= Konstanta pegas (N/m2)

∆ = Pertambahan panjang pegas

Tanda – pada k menunjukkan bahwa gaya yang timbul pada pegas berlawanan

arah dengan gaya penyebabnya. Tetapi apabila yang kita lihat hanya gaya

pegasnya saja, tanpa mempedulikan gaya penyebabnya tanda minus tidak

dipakai. Jadi… Hukum Hooke dapat dinyatakan sebagai berikut,

“Jika gaya tarik tidak melampui batas elastik pegas,

maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus

(sebanding) dengan gaya tariknya ”.

26

2. Pegas Bagaimana sekarang jika kita
a. Susunan Pegas Seri
memiliki dua buah pegas yang
K1
Ks memiliki konstanta pegas sama

K2 besar yaitu k lalu kita susun

Sumber: https://www.ruangguru.com/ secara seri. Masing-masing
Gambar 2.5 Susunan Pegas Seri
pegas jika ditarik dengan gaya

F akan meregang sebesar x.

Sistem dua pegas ini ditarik

dengan gaya yang sama yaitu F

maka pertambahan panjang

sebesar x, dan pegas pertama

meneruskan gaya sehingga

menarik pegas kedua dengan

gaya F yang sama, sehingga

total pertambahan panjang

adalah 2x.

Secara matematis dirumuskan

sebagai berikut:

1 = 1 + 1 +⋯+ 1
1 2

= 1 2

1+ 2

b. Susunan Pegas Paralel

K1 K2 K3 Jika sistem terdiri atas n buah pegas
masing-masing dengan konstanta
pegas K1, K2, K3,...,Kn yang disusun
secara paralel, maka konstanta
pegas tunggal pengganti k dapat
dihitung dengan persamaan:

= 1 + 2 + 3 + ⋯

Sumber: https://kejarcita.id/
Gambar 2.6 Susunan Pegas Paralel

27

c. Energi Potensial Pegas
Apakah kalian pernah main ketapel? Cobalah Tarik ketapel dan
rasakan adanya tenaga tarikan yang melawan gaya tarikan
tangan kalian. Jika gaya tarikan tangan dilepas, maka ketapel
akan melemparkan benda yang ditaruh di dalam sarungnya. Tenaga
apa yang sebenarnya dimiliki ketapel? Untuk mengetahuinya mari
kita pelajari bahasan berikut ini.

Sumber: https://id.pngtree.com/ Sumber: https://id.pngtree.com/
Gambar 2.7 Katapel Gambar 2.8 Katapel yang ditarik

Jadi begini ya ,….ketika ketapel diregangkan, kemudian dilepaskan,

ketapel dapat melontarkan batu. Dalam hal ini, energi potensial

elastis berubah menjadi energi kinetik batu, sehingga

=

∆ =

Jadi besaran ini yang menyebabkan batu terlontar. Secara

matematis energi potensial pegas dapat ditulis sebagai berikut:

= . ∆

Dengan

Ep = energi potensial pegas (joule)

3. Penerapan Sifat Elastis Bahan
1. Katapel
Ketika hendak menembak burung dengan ketapel misalnya, karet
ketapel terlebih dahulu diregangkan (diberi gaya tarik). Akibat
sifat elastisitasnya, panjang karet ketapel akan kembali seperti
semula setelah gaya tarik dihilangkan.
2. Shock Breaker
Pegas digunakan pada sistem suspensi kendaraan bermotor.
Tujuan adanya pegas ini adalah untuk meredam kejutan ketika
sepeda motor yang dikendarai melewati permukaan jalan yang
tidak rata.

28

3. Pengukur Berat Badan
Pengukur berat badan (dalam fisika, berat yang dimaksudkan di sini
adalah massa) juga memanfaatkan bantuan pegas. Neraca pegas
yang digunakan untuk mengukur berat badan, terdapat juga
neraca pegas yang lain.

4. Spring Bed/Kasur pegas
Ketika kita duduk atau tidur di atas kasur pegas, gaya berat kita
menekan kasur. Karena mendapat tekanan maka pegas kasur
termampatkan. Akibat sifat elastisitasnya, kasur pegas meregang
kembali. Pegas akan meregang dan termampat, demikian
seterusnya.

5. Dinamometer
Dinamometer adalah alat pengukur gaya. Biasanya digunakan
untuk menghitung besar gaya pada percobaan di laboratorium. Di
dalam dinamometer terdapat pegas. Pegas tersebut akan
meregang ketika dikenai gaya luar. Misalnya anda melakukan
percobaan mengukur besar gaya gesekan.

4 Fase Elaboration

Presentasi Hasil Diskusi !!

29

5 Fase Evaluation
1. Sebuah pegas dengan knstantan pegas 100 N/m ditarik sehingga

beertambah panang cm. Gaya pegas tersebut adalah........
2. Tiga pegas identik dengan konstanta pegas masing-masing 200 N/m,

disusun seperti gambar.

Ketika diberi beban 100 gram (percepatan gravitasi g = 10 m/s) maka
pertambahan panjang susunan pegas adalah…..
3. Suatu pegas memiliki suatu pertambahan panjang 0,25 meter sesudah
diberikan gaya. Bila pada pegas bertuliskan 400 N/m. Berapakah gaya
yang dikerjakan ada pegas tersebut?
4. Seorang anak yang massanya 50 kg bergantung pada ujung sebuah
pegas sehingga pegas bertambah panjang 10 cm. Tetapan pegas
bernilai…
5. Sebutkan contoh penerapan sifat elastisitas bahan!

30

Latihan Soal

A. Pilihan Ganda

Pilihlah jawaban berikut yang menurut Anda benar!

1. Benda-benda jika diberi gaya akan bertambah panjang. Dan jika gaya

dilepaskan akan memiliki sifat tidak dapat kembali ke bentuk semula,

maka sifat ini dinamakan ....

a. Keras b. Kelihatan

c. Plastis d. Elastis

e. Regangan

2. Perbandingan antara besar gaya tarik dengan luas penampang benda

disebut....

a. Regangan b. Tegangan

c. Modulus Young d. Konstanta

e. Elastisitas

3. Satuan dari regangan adalah.... b. ⁄ 2
a. Newton d.

c. 2
e. Tidak ada satuan

4. Sebuah benda ditarik gaya sebesar X sehingga panjangnya bertambah

dari 25 cm menjadi 25,25 cm. Nilai regangan benda tersebut yaitu ....

a. 0,01 b. 0,05

c. 0,25 d. 0,1

e. 0,5

5. Seutas tali nilon sepanjang 1 meter ditarik dengan gaya sebesar X

newton sehingga bertambah panjang 2 mm. Besar regangan tali adalah

....

a. 0,002 b. 0,02

c. 0,2 d. 0,01

e. 0,1

6. Sebuah bahan elastis silinder dengan panjang 20 cm dan luas

penampang 5 cm2 dalam keadaan tergantung bebas. Pada penampang

yang bebas ditarik dengan gaya 2 Newton sehingga bahan bertambah

panjang 1 cm. Besar tegangan (stress) dari bahan elastis silinder

yaitu ....

a. 0,4 N/m2 b. 40 N/m2

c. 4000 N/m2 d. 4 N/m2

e. 400 N/m2

31

7. Satuan dari Modulus Young adalah ....

a. N/m2 b. Tidak ada satuan

c. Newton d. m2

e. m

8. Perbandingan besar tegangan dan regangan pada benda elastis

disebut ....

a. Konstanta elastis b. Modulus elastisitas

c. Tensile Stress d. Elastisitas Bahan

e. Strain Linier

9. Sebuah kawat logam berpenampang 20 cm2 dijadikan sebagai tali

pengangkat peti kemas yang berbobot 4 ton, sehingga kawat

mengalami pertambahan panjang 2% dari panjang semula. Besar

modulus yang dimiliki oleh kawat tersebut adalah ....

a. 109 N/m2 b. 3x109 N/m2

c. 5x109 N/m2 d. 2x109 N/m2

e. 4x109 N/m2

10. Pegas dengan luas penampang sebesar 0,5 mm2 ditarik dengan gaya

sebesar 2,5 N. Besar tegangan pada pegas adalah ....

a. 2x104 N/m2 b. 2x106 N/m2

c. 5x103 N/m2 d. 5x104 N/m2

e. 5x106 N/m2

B. Essay !
1. Seekor ikan yang sudah memakan umpan, berenang, menjauh dan

menarik senar pancing. Dan memberikan gaya rata – rata 80 N. Jika
luas penampang senar pancing0,05 mm² . Berapakah tegangan yang
dialami tali?

2. Seekor laba bermassa 8 gram sedang berayun – ayun di atas sebuah
jaringnya yang menggantung dipohon dengan panjang mula – mula 18
cm. Karena berat dari laba – laba , panjang serat jaring – jaring
menjadi 18,09 cm. Hitunglah regangan yang dalami seutas jaring
tersebut ?

3. Seutas kawat luas penampangnya 6 mm², kemudian ditarik dengan
gaya 9 N sehingga bertambah panjang 0,05 cm. Bila panjang kawat

mula – mula 40 cm, berapakah modulus elastisitas kawat tersebut ?
4. Sebuah pegas yang digantung secara vertikal akan bertambah

panjang 20 cm jika diberi gaya 5 N. Berapakah konstanta pegas ini ?

32

5. Pegas yang mula – mula panjangnya 10 cm. kemudian digantungkan
beban 1 Kg di ujung bawahnya sehingga panjangnya menjadi 12 cm.
Tetapan gaya pegas adalah …….

SELAMAT MENGERJAKAN ULANGAN
GOOD LUCK !!

33

Astarinugrahini, Iin. 2019. Fisika (Peminatan) XI. Surakarta: CV Grahadi.
Tani Sekar.2018. FISIKA C1 Bidang Keahlian Teknologi dan Rekayasa.Surakarta:
Mediatama.
Kanginan, Marten. 2006. Fisika untuk SMA/MA Kleas XI. Jkarta: Erlangga.
Mutaim, Asep Hilman dkk. 2015. MODUL FISIKA SMK KELAS X. Sukabumi.

34

Nama : Margaretha V W Lubur

NIM : 2018005005

Prodi : Pendidikan Fisika

Falkutas : Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas : Sarjanawiyata Tamansiswa

Alamat Asal : Lewoingu, Titehena, Flores Timur, NTT

Alamat Kini : Tahunan, Umbulharjo, Yogyakarta

No. HP/WA : 0853257144006

E-mail : [email protected]

35

" Tekadmu untuk berjuang
dalam hidup yang

membawamu ke tujuan akhir
dalam hidup."

-Birister Sharma-