LKPD 2 RIZKA ARISHANDY

SATUAN PENDIDIKAN : SMK PLUS TUNAS BANGSA
KEBASEN
MATA PELAJARAN
KELAS/SEMSETR : FISIKA
MATERI / POKOK BAHASAN
PERTRMUAN KE- : X/GANJIL

: ELASTISITAS BAHAN DAN HUKUM HOOKE

:2

KELOMPOK : ………………………….
KELAS
NAMA ANGGOTA :…………………………..

:

1. ……………………...
2. ………………………
3. ………………………
4. ………………………
5. ………………………

2

Pengetahuan (KI – 3) Keterampilan (KI – 4)

Memahami, menerapkan dan Mengolah, menalar, dan menyaji

menganalisis pengetahuan dalam ranah konkret dan ranah

faktual, konseptual, dan abstrak terkait dengan

prosedural berdasarkan rasa pengembangan dari yang

ingin tahunya tentang ilmu dipelajarinya di sekolah secara

pengetahuan, teknologi, seni, mandiri, dan mampu melaksanakan

budaya, dan humaniora dalam tugas spesifik di bawah pengawasan

wawasan kemanusiaan, langsung

kebangsaan, kenegaraan, dan

peradaban terkait penyebab

fenomena dan kejadian dalam

bidang kerja yang spesifik untuk

memecahkan masalah

3

KD Pengetahuan Indikator Pencapaian Kompetensi

3.7 Menganalisis kekuatan 3.7.1 Mengidentifikasi besaran-besaran dan
bahan dari sifat rumus matematis Modulus Young.
elastisitasnya
3.7.2 Mengidentifikasi besaran-besarn pada Hukum
Hooke

3.7.3 Mengklasifikasikan jenis bahan berdasarkan
nilai konstanta elastisitas yang diamati.

3.7.4 Menganalisis hubungan antara gaya dan
pertambahan panjang benda

KD Keterampilan IPK Keterampilan

4.7 Menyelesaikan masalah teknis 4.7.1 Mendemonstrasikan percobaan hubungan
antara gaya dan pertambahan panjang pegas.
dalam bidang teknologi terkait dengan

elastisitas

4.7.2 Mempresentasikan hasil percobaan
hubungan antara gaya dan pertambahan
panjang benda

4

1. Peserta didik mampu menentukan rumus matematis Modulus
Young melalui kegiatan kajian pustaka dan diskusi.

2. Peserta didik mampu mengidentifikasi besaran-besaran fisis pada
Hukum Hooke berdasarkan percobaan.

3. Peserta didik mampu menganalisis hubungan antara gaya dan
pertambahan panjang benda melalui percobaan virtual lab.

4. Peserta didik mampu mendemonstrasikan percobaan hubungan
antara gaya dan pertambahan panjang benda dengan virtual lab
(Phet) dengan tepat.

5. Peserta didik mampu mempresentasikan hasil percobaan
hubungan antara gaya dan pertambahan panjang benda dengan
tepat.

1. Berdoalah sebelum mengerjakan.
2. Tulislah terlebih dahulu identitas pada lembar yang tersedia.
3. Baca dan pahami tiap soal dengan seksama sebelum

mengerjakan.
4. Bertanyalah kepada Guru jika ada hal-hal yang kurang jelas.
5. Berkonsultasilah dengan guru dan diskusikan dengan teman

sekelompok jika kesulitan memahami soal
6. Kerjakanlah semua soal dengan teliti pada lembar jawab yang

tersedia sesuai dengan petunjuk.
7. Kerjakanlah soal yang mudah terlebih dahulu.

5

E. LANDASAN TEORI

MODULUS YOUNG DAN HUKUM HOOKE

Gambar 1. Orang sedang memanah
Sumber : Lovepik.com

Dalam olah raga panahan, sesorang harus menarik busur panah supaya
anak panah dapat meluncur menuju sasaran, ketika pemanah melepaskan tarikan
busur panah maka anak panah akan meluncur dan posisi busur panah akan
kembali ke posisi semula. Semakin jauh tarikan busur panah maka akan semakin
jauh pula anak panah meluncur. Sebaliknya semakin pendek tarikan busur panah
maka anak panah meluncurnya pun semakin dekat, seperti pada video pada tautan
berikut : https://www.youtube.com/watch?v=FM23EXlAV2k

6

1. MODULUS YOUNG TABEL 1. MODULUS YOUNG BEBEBRAPA
BAHAN PADAT
Sifat-sifat suatu bahan dapat diperkirakan
Sumber :
berdasarkan nlai-nlai karakteristik yang https://roboguru.ruangguru.com/questi
berhubungan dengan sifat yng akan ditinjau. Efek
on/perhatikan-tabel-modulus-young-
gaya mekanik pada suau bahan dapat diperkirakan beberapa-jenis-bahan-di-atas-jika-
masing-masing_e9k6LzCSDmC
berdasarkan nilai-nilai modulus elastisitasnya.

Modulus elastisitas didefinisikan sebagai rasio

antara tegangan pada bahan dan regangan yang

terjadi, atau dapat dituliskan sebagai berikut :

= (1)


Atau dapat juga ditulis sebagai :

= ⃗ . (2)
.∆

Keterangan :
= ( −2)

⃗ = ( )
= ( 2)

= ( )

Dari rumus, diketahui bahwa modulus Young berbanding lurus dengan
tegangan ( ) dan berbanding terbalik dengan regangan ( ). Ada suatu jenis benda
nilai modulus Young besifat tetap. Artinya, jika tegangan diperbesar, maka
regangan juga akan makin besar atau dikatakan bahwa regangan sebanding
dengan tegangan.

2. HUKUM HOOKE

Dalam mekanika, Hukum Hooke tentang elastisitas menyatakan bahwa
pertambahan panjang pegas sebanding dengan besar gaya yang bekerja
padanya.

7

Gambar 3. Sebuah pegas digantungkan dan diberi gaa sebesar F sehingga bertambah panjang
sebesar ∆

Sumber : https://www.gurupendidikan.co.id/hukum-hooke/

Perhatikan gambar 3. Jika ujung pegas ditarik, sementara ujung yang lain
terikat tetap, pegas akan bertambah panjang. Jika pegas dilepaskan, pegas akan
kembali ke posisi semula akibat gaya pemulih atau gaya restorasi ( ⃗ r).
Deformasi (perubahan bentuk) pada benda padat elastis mengikuti aturan yang
dikemukakan Robert Hooke yang kemudian dikenal dengan Hukum Hooke. Ahli
matematika dan juga seorang filsuf asal Inggris ini mencetuskan hukum Hooke
(elastisitas) yang berbunyi :
"Perubahan bentuk benda elastis akan sebanding dengan gaya yang bekerja
padanya sampai batas tertentu (batas elastisitas). Jika gaya yang deberikan
ditambah hingga melebihi batas elastisitas benda maka benda akan mengalami
deformasi (perubahan bentuk) permanen".

Robert Hooke menemukan bahwa pertambahan panjang pegas yang timbul
berbanding lurus dengan gaya yang diberikan. Lebih jauh lagi, Hooke juga
menemukan bahwa pertambahan panjang pegas sangat bergantung pada
karakteristik dari pegas tersebut. Pegas yang mudah teregang seperti karet gelang
akan mengalami pertambahan panjang yang besar meskipun gaya yang diberikan
kecil. Sebaliknya pegas yang sangat sulit teregang seperti pegas baja akan

8

mengalami pertambahan panjang yang sedikit atau kecil meskipun diberi gaya
yang besar.

Besar gaya pemulih atau gaya restorasi (Fr) sama dengan besar gaya yang

diberikan, yaitu , tetapi arahnya berlawanan: ⃗ r = - ⃗ .

Berdasarkan hukum Hooke, besar gaya pemulih pada pegas yang ditarik sepanjang
∆ sesuai dengan persamaan 3:

⃗ = − . ∆ (3)

Keterangan:
⃗ = gaya (N),
k = konstanta pegas ( −1)
Δx = jarak pergerakan pegas dari posisi normal (m)

9

G. TUGAS

AKTIVITAS 1
Percobaan Pengaruh Gaya terhadap pertambahan panjang pegas

1. Siapkan perangkat smartphone atau laptop anda untuk melakukan percobaan
pengaruh gaya terhadaap pertambahan panjang pegas.

2. Kemudian Buka tautan : https://phet.colorado.edu/sims/html/hookes-
law/latest/hookes-law_en.html untuk menuju ke lab virtual Hukum Hooke
seperti pada gambar 4.

Gambar 4. Tampilan awal percobaan Hukum Hooke pada Phet

3. Selanjutnya buka tautan berikut untuk petunjuk penggunaan simulasi Hukum
Hooke : https://www.youtube.com/watch?v=O0omuvHd4os&t=245s

4. Setelah menyaksikan video pada langkah ke-2, atur konstanta pegas sebesar
250 Nm-1 (konstan).

10

5. Kemudian atur nilai gaya pada Phet Simulation mulai dari 30 N, 40 N, 50 N, 60
N, dan 70 N. selaanjutnya catatlah pertambahan panjang pada setiap
perubahan nilai gaya pada tabel 2 berikut :

tabel 2 pengaruh gaya terhadap pertambahan panjang benda

No Konstanta Pegas Gaya yang Pertambahan

Konstan (Nm-1) diberikan (N) Panjang (m)

6. Setelah melakukan langkah 5, Berikutnya atur nilai gaya yang diberikan
sebesar 50 N (konstan).

11

7. Kemudian ubah nilai konstanta pegas mulai dari 100 Nm-1, 150 Nm-1, 200 Nm-

1, 250 Nm-1, dan 300 Nm-1 . Selanjutnya catatlah pertambahan panjang pada

setiap perubahan nilai konstanta pegas pada tabel 3 berikut :

tabel 3 pengaruh konstanta pegas terhadap pertambahan panjang pegas

No Gaya yang diberikan Konstanta Pegas Pertambahan

(N) (Nm-1) Panjang (m)

AKTIVITAS 2
Setelah melaksanakan aktivitas 2, diskusikan dengan teman kelompok anda
permasalahan berikut!
1. Berdasarkan tabel 2. bagaimana nilai pertambahan panjang pegas jika gaya

yang diberikan pada pegas semakin besar!

12

2. Berdasarkan tabel 3. bagaimana nilai pertambahan panjang pegas jika
konstanta pegasnya semakin besar!

3. Buatlah grafik hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas pada
Hukum Hooke!

F (N)

∆ ( )

13

4. Buatlah kesimpulan dari kegiatan yang telah dilakukan pada aktivitas 1 dan
aktivitas 2!

14

SOAL EVALUASI

1. Sebuah kawat berdiameter 2 mm dan panjang 2 m ditark dengan gaya 100 N
hingga panjangnya bertambah 2,2 m. hitunglah modulus Young kawat!

2. Sebuah pegas dengan konstanta gaya 200 Nm-1 kemudian ditarik dengan gaya
sebesar 20 N. Hitunglah pertambahan panjang pegas tersebut!

15

3. Pegas merupakan salah satu komponen penting pada kendaraan karena pegas
banyak digunakan untuk system suspense kendaraan. Menurut anda
bagaimana pengaruh nilai konstanta pegas terhadap system suspensi
kendaraan!

4. Sebuah pegas tergantung diberi beban 40 kg sehingga mengalami
pertambahan panjang sebesar 6 cm dari panjang semula. Hitunglah besar
konstanta pegas berdasarkan hukum Hooke!

16

5. Sebuah pegas memiliki panjang 50 cm saat digantung vertikal. Pada saat diberi
beban seberat 30 N, pegas bertambah panjang menjadi 55 cm. Berapakah
konstanta pegas dan panjang pegas ketika ditarik gaya sebesar 45 N?

17