KELOMPOK 4_BAHAN AJAR ELASTISITAS

KI. 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI. 2 : Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong,

kerja sama, toleran, damai), santun, responsif, dan pro-aktif sebagai bagian
dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif
dengan lingkungan sosial dan alam serta menempatkan diri sebagai cerminan
bangsa dalam pergaulan dunia
KI. 3 : Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan
kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab
fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah.
KI. 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan.

Kompetensi Dasar
(KD)

3.2 Menganalisis sifat elastisitas 4.2 Melakukan percobaan tentang

bahan dalam kehidupan sehari sifat elastisitas suatu bahan

hari berikut presentasi hasil

percobaan dan pemanfaatannya

Indikator Pencapaian Kompetensi

(IPK)

3.2.1 Menjelaskan karakteristik 4.2.1 Melakukan percobaan gerak

benda elastis dan tidak elastis harmonik pegas melalui

3.2.2 Menganalisis hubungan gaya kegiatan virtual laboratory

tarik terhadap pertambahan 4.2.2 Melakukan kegiatan virtual

panjang pegas untuk laboratory mengenai Hukum

menentukan konstanta pegas Hooke

3.3.3 Menganalisis hubungan besar 4.2.3 Melakukan pelaporan hasil

periode terhadap massa beban percobaan dalam bentuk tabel

pada percobaan gerak harmonik pengamatan

sederhana pegas 4.2.4 Memformulasikan data hasil

3.3.4 Menganalisis sifat elastis benda pengamatan ke dalam

dengan kehidupan sehari-hari persamaan Hukum Hooke dan

periode pegas.

4.2.5 Melakukan pelaporan hasil

percobaan dan

mengkomunikasikannya

Melalui kegiatan pembelajaran inkuiri menggunakan metode pendekatan
pembelajaran saintifik, peserta didik diberi kesempatan untuk melakukan
eksperimen sederhana mengenai elastisitas dan gerak harmonik sederhana pada
pegas mengikuti metode dan prosedur ilmiah dan menganalisis hubungan antar
variabel dari konsep tersebut dengan benar.

Sebelum menggunakan E-Modul ini, bacalah terlebih dahulu petunjuk
penggunaanya untuk memudahkan dalam proses pembelajaran. Petunjuk
pembelajaran menggunakan E-Modul ini adalah sebagai berikut.
1. Membaca do’a sebelum memulai kegiatan pembelajaran
2. Mengklik link yang telah dibagikan oleh guru untuk membuka bahan ajar
3. Membaca dan memahami materi yang telah dibagikan guru
4. Mengerjakan latihan soal secara mandiri
5. Membaca do’a setelah menyelesaikan kegiatan pembelajaran

ELASTISITAS

Berkaitan dengan Dirumuskan dalam

Benda Ketika mengalami Gaya = − ∆ Hukum
Hooke

Memiliki sifat Oleh permukaan
dirasakan sebagai

Elastis Plastis Tegangan

Menimbulkan Pegas Berlaku

Regangan

Menghasilkan

= = 0 Modulus Seri Pararel
Δ Young
Dinyatakan dengan

Pernahkah kalian bermain karet? Atau pernahkah Tersirat hubungan dengan kenyataan
kalian menarik karet atau pegas? Jika pernah, maka karet
atau pegas tersebut pasti akan merenggang sesuai dengan yang telah diketahui manusia dari
besar gaya yang kalian berikan, dan ketika gaya tersebut
kalian hilangkan, maka karet atau pegas tersebut akan berbagai gejala yang terlihat atau
Kembali kebentuk semula, yak an? Nah, hal tersebut
terjadi karena karet dan pegas memiliki sifat elastis. telah dilakukan percobaan dan

Seorang Ibu rumah tangga hendak membeli pengukurannya. Hubungannya
spring bed di toko perabotan rumah tangga. Kemudian
Ibu tersebut mencari spring bed yang nyaman dan dalam ini bukan dari peristiwa
empuk. Pelayan di toko tersebut mempersilakan setiap
pembeli untuk mencoba keempukkan dari setiap kasur. pemuaian atau keseimbangannya
Terdapat spring bed dengan bentuk dan brand yang
sama, tapi mengapa memiliki keempukkan yang beda? melainkan suatu sifat yang menyertai

gaya dapat menyebabkan berubahnya bentuk dalam perisitiwa itu yaitu sifat
suatu benda. Semua benda, baik yang berwujud padat,
cair, ataupun gas akan mengalami perubahan bentuk dan kelenturan atau elastisitas.
ukurannya apabila benda tersebut diberi suatu gaya.
Benda padat yang keras sekalipun jika dipengaruhi Gambar 1
oleh gaya yang cukup besar akan berubah bentuknya.
Ada beberapa benda yang akan kembali ke bentuk Shockbreaker yang digunakan pada
semula setelah gaya dihilangkan, tetapi ada juga yang sepeda motor memberikan keamanan
berubah menjadi bentuk yang baru. Perubahan bentuk dan kenyamanan pengendara di saat
benda yang terjadi yaitu: perubahan panjang, luas atau mengendarai di jalan yang tidak rata
volume. Benda mengalami perubahan bentuk jika diberi atau melewati polisi tidur.
dua gaya yang besarnya sama dan arahnya berlawanan.

Ketika Anda tidur atau duduk di atas spring bed,
kasur akan tertekan dan mengempis atau memendek dari
ukuran semulanya. Kemudian ketika Anda beranjak dari
atasnya, kasur kembali ke keadaan awalnya. Mengapa

hal tersebut dapat terjadi? Spring bed pada umumnya Gambar 2
memanfaatkan prinsip elastisitas pegas. Akan tetapi,
bagaimana pegas dapat memengaruhi keempukan spring Dinamometer prinsip kerjanya
bed ? menerapkan gaya pegas. Alat ini
digunakan untuk mengukur besar
Selain itu, ketika Anda mengendarai sepeda kecilnya gaya. Ketika kita berikan
motor atau mobil kemudian melewati polisi tidur atau gaya pada pegas maka pegas yang
jalan berlubang, kendaraan Anda akan berguncang terdapat di dalam dinamometer akan
karena pengaruh ketinggian polisi tidur dan kedalaman memanjang.
lubang. Setelah berguncang beberapa saat kemudian
kendaraan akan melaju dengan nyaman kembali. Sumber : https://www.fisika.co.id
Mengapa peristiwa tersebut terjadi?

Pada mobil, terdapat juga pegas pada setir
kemudi. Untuk menghindari benturanantara pengemudi
dengan gagang setir, maka pada kolom setir diberi pegas.
Berdasarkan hukum I Newton (Hukum Inersia), ketika
tabrakan terjadi, pengemudi (dan penumpang)
cenderung untuk terus bergerak lurus. Nah, ketika
pengemudi bergerak maju, kolom setir tertekan sehingga
pegas memendek dan bergeser miring. Dengan
demikian, benturan antara dada pengemudi dan setir
dapat dihindari.

Setiap kendaraan umumnya menggunakan
sistem pegas elastisitas yang bertujuan memperkecil efek
goncangan pada kendaraan atau dikenal sebagai
shockbreaker, lihat Gambar 1. Peredam kejut akan
menyerap setiap guncangan dan mengubahnya menjadi
gerakan yang elastis. Apabila kendaraan tidak
menggunakan shockbreaker, tentu sangat
membahayakan pengendara. Bisa saja membuatnya
terpental ketika melewati polisi tidur atau jalan
berlubang.

Selain itu pada dinamometer juga terdapat pegas
di dalamnya yang dapat meregang bila dikenai gaya luar.

Misalnya dilakukan pengukuran gaya gesekan, dengan
mengaitkan sebuah massa pada ujung pegas, sehingga
pegas akan meregang. Angka pada dinamometer akan
menunjukan ukuran gaya yang diukur.

Tahukah Anda bagaimana prinsip kerja dari
pegas? Bagaimana pengaplikasian pegas dalam
kehidupan sehari-hari? Bagaimana hubungan elastisitas
benda dengan gerak harmonik sederhana? Untuk
menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, pada bab ini
akan dibahas materi tentang elastisitas dan gerak
harmonik sederhana

Apakah kalian pernah bermain dengan karet atau Gambar 3
plastisin? Apa yang kalian lihat ketika karet Plastisin sebagai benda plastis
direnggangkan dan plastisin ditarik? Keduanya akan yang dapat merangsang motorik.
berubah bentuk karena kita kenai gaya pada kedua benda Bentuknya dapat diubah-ubah
tersebut. Hal ini berhubungan dengan sifat elastisitas menjadi beragam bentuk sesuai
bahan yang memengaruhi keadaannya setelah gaya dengan keinginan.
dihilangkan.
Gambar 4
Kemampuan yang dimiliki benda untuk kembali Karet gelang merupakan benda
ke bentuk awalnya saat gaya yang diberikan pada benda elastis yang memiliki beragam
tersebut dihilangkan disebut elastisitas atau benda tersebut manfaat.
memiliki sifat yang elastisitas. Contohnya seperti pegas,
karet gelang, per, dsb. Sementara itu, apabila benda tidak
memiliki kemampuan untuk kembali lagi ke bentuk
awalnya saat gaya yang diberikan dihilangkan, maka
benda tersebut memiliki sifat plastis. Contohnya adalah
plastisin, plastik, permen karet, tanah liat, dsb. Pada
umumnya, benda elastis menghasilkan gaya pegas.

Setiap benda elastis pada umumnya memiliki sifat Gambar 5
plastis juga. Misalnya pegas secara terus menerus ditarik Perbandingan sifat elastis dan sifat
dengan gaya yang semakin besar. Kemungkinan pegas plastis pada zat padat
menjadi lebih panjang dari ukuran awalnya ketika tarikan
atau gaya tadi dihilangkan. Parahnya lagi pegas tidak Gambar 6
dapat kembali kebentuk semula (plastis), dan bahkan Grafik hubungan antara gaya
patah. dengan pertambahan panjang
pegas. Apabila gaya F diperbesar
Elastisitas merupakan kemampuan sebuah benda hingga melewati titik B, batas
ketika dikenai gaya akan mengalami perubahan bentuk elastisitas sudah terlampaui
dan ketika gayanya dihilangkan maka benda tersebut akan sehingga ketika gaya F dihilangkan
kembali ke bentuk awalnya. Sifat elastisitas berlaku pegas tidak bisa kembali lagi ke
apabila gaya yang diberikan lebih kecil daripada batas bentuk semula. Pegas yang bersifat
elastisitas, yaitu titik di mana sifat elastis masih berlaku elastis menjadi plastis ketika sudah
pada sebuah benda yang diberikan gaya, lihat Gambar 5. melewati batas elastisitasnya.
Sama halnya pada spring bed lama
Pada saat Anda menduduki spring bed, kasur yang menjadi keras permukaannya
tersebut akan mengalami perubahan bentuk. Demikian atau bahkan tidak rata.
pula ketika karet pada ketapel ditarik terlihat jelas terdapat
perubahan bentuk dari karetnya. Pegas dan karet termasuk
salah satu contoh dari benda elastis. Elastisitas benda
dapat dihitung dari tegangan dan regangan yang bekerja
dan diberikan kepada benda.

Sebuah pegas ketika ditarik akan bertambah
panjang sedangkan ketika ditekan akan menjadi lebih
pendek, lihat Gambar 6. Apabila pegas tersebut
dilepaskan, maka akan kembali ke bentuk awalnya. Benda
yang memiliki sifat seperti pegas disebut benda elastis.
Benda yang terbuat dari tanah liat, plastisin atau tanah liat
ketika ditekan, setelah gaya tekan dihilangkan benda-
benda tersebut tidak akan kembali ke bentuk awalnya.
Benda seperti ini disebut benda plastis. Gaya yang
diberikan terhadap suatu benda memiliki batas-batas
tertentu. Jika gaya yang diberikan melebihi batas

elastisitasnya, maka benda tersebut akan patah. Sehingga
benda memiliki batas elastisitas yang berbeda-beda.

1. Tegangan (Stress)

Suatu benda elastis akan bertambah panjang sampai

ukuran tertentu ketika ditarik oleh sebuah gaya.

Tegangan merupakan suatu besaran yang menyatakan

besarnya gaya yang diberikan pada suatu benda per

satuan luas penampang benda yang dikenakan gaya

tersebut. Besarnya tegangan pada sebuah benda adalah Gambar 7
Pegas ketika diberi tekanan dan
perbandingan antara gaya tarik yang bekerja pada tarikan akan panjangnya akan
berubah dan ketika gaya tersebut
benda terhadap luas penampang. Secara matematis dihilangkan, pegas akan kembali
ke bentuk awalnya yaitu dalam
tegangan dapat ditulis secara matematis sebagai keadaan setimbang.

berikut. Gambar 8
Keterangan : = Sebuah tabung yang panjang
awalnya ditarik oleh gaya F
= Tegangan (N/m2) sehingga panjangnya bertambah
menjadi + ∆ . Karena adanya
= Gaya (N) gaya, tabung mengalami regangan

= Luas penampang (m2)

Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang

menyebabkan benda berubah bentuk. Tegangan pada

benda diperhitungkan dalam menentukan jenis dan

ukuran bahan penopang suatu beban misalnya

jembatan gantung dan bangunan bertingkat.

2. Regangan (Strain)
Regangan merupakan perubahan relatif ukuran suatu
benda yang mengalami tegangan, lihat Gambar 8.
Regangan dapat dihitung dengan cara membandingkan
pertambahan panjang suatu benda terhadap panjang
awalnya. Secara matematis regangan ditulis sebagai
berikut.

∆
= 0

Keterangan :

= Regangan (tanpa satuan)

0 = Panjang awal benda sebelum diberi gaya (m)
= Panjang benda setelah diberi gaya (m)

∆ = − 0 = Perubahan panjang benda setelah
diberi gaya (m)

Regangan menjadi tolok ukur seberapa jauh benda

tersebut berubah bentuk.

1. Gibran dibuatkan ketapel oleh pamannya. Gibran menggunakannya untuk mengusir

tupai yang mencuri rambutan di kebun kakeknya. Diameter karet ketapel tersebut

berukuran 6 mm kemudian ditarik dengan gaya sebesar 100 N dan batu terlempar jauh.

Berapakah besar tegangan yang dialami karet ketapel tersebut ?

Penyelesaian :

Diketahui

F = 100 N

d = 6 mm = 0,005 m

r = 3 mm = 0,003 m

Ditanya
= ⋯

Jawab

Luas penampang talu :
= 2
= (3,14)(0,003)2
= 2,83 × 10−5

Tegangan tali


=
100

= 2,83 × 10−5


= = 0,36 2

2. Danu dan Ziva sedang berolahraga di lapang Purwanci sore tadi. Mereka memainkan

skipping, karena hanya ada satu skippingnya. Akhirnya mereka berebutan, panjang awal

dari skipping tersebut 125 cm akan tetapi setelah terjadi rebutan itu panjangnya menjad

130 cm. Berapakah regangan yang dialami skipping tersebut ?

Penyelesaian :

Diketahui

0 = 125 = 1,25
= 130 = 1,3

∆ = − 0 = 1,3 − 1,25 = 0,05
Ditanyakan

= ⋯

Jawaban
∆

= 0
0,05

= 1,25
= 0,04
= 4 × 10−2

Modulus Young diambil dari nama penemunya Thomas Young
Thomas Young. Dikutip dari Young’s Modulus oleh Jesse
Russel dan Ronald Cohn pada tahun 2012, modulus young Thomas Young, fisikawan Inggris
atau modulus elastisitas merupakan ukuran kekakuan abad ke-18 yang menggambarkan
bahan elastis dan merupakan besaran yang menjadi ciri sifat dari benda padat yang
khas dari bahan tersebut. mengalami tarik atau tekan hanya
dalam satu arah, seperti dalam
Modulus elastisitas berhubungan dengan ukuran kasus logam yang setelah
tegangan dan regangan suatu benda. Dapat dilihat pada diregangkan akan memanjang.
gambar 2. yang menunjukkan bahwa grafik tersebut
linear sampai titik A. Pada daerah tersebut apabila gaya Sumber: https://www.britannica.com/
atau tegangan dihentikan maka benda kembali ke keadaan
semula.

Apabila tegangan diperbesar sampai titik B, maka
antara tegangan dan tegangan tidak linear lagi. Kemudian
apabila tegangannya diperbesar lagi sampai melampaui
batas titik B maka benda tidak akan kembali ke bentuk dan
ukuran awalnya.

Kemudian bagaimana apabila tegangannya diperbesar lagi sampai titik C ? Tentu hal
ini akan menyebabkan benda tersebut patah. Perbandingan antara tegangan dan regangan pada
grafik yang linear tersebut adalah konstan dan besarnya konstanta tersebut disebut modulus
Young. Modulus elastitas atau modulus young memberikan gambaran mengenai ukuran
ketahanan benda terhadap perubahan panjangnya. Secara matematis dapat ditulis melalui
persamaan berikut,

= 0
= Δ

1. Kelas XI MIPA 6 sedang melakukan praktikum di Laboratorium Fisika. Sebelum

memulai pengambilan data, pak Hartono memberikan permasalahan yang harus

dipecahkan. Terdapat sebatang kawat dengan panjang 2 m dan luas penampangnya
sebesar 6 mm2. Kemudian kawat tersebut di tarik olehnya dengan gaya sebesar 120 N

dan ternyata hal tersebut menyebabkan kawat bertambah panjang 5 cm. Berapa

besarnya modulus young pada kawat tersebut ?

Penyelesaian :

Diketahui,

0 = 2 m
= 6 mm2 = 6×10-6 m2

= 120 N
∆ = 5 cm = 5×10-2 m

Ditanyakan,

= ⋯ ?

Jawab :

Menentukan besar tegangan

= = 6 120 = 2 × 107 N/m2
× 10−6

Menentukan besar regangan

= ∆ 5 × 10−2 = 2,5 × 10−2
0 = 2

Menentukan besar modulus young

=
2 × 107 N/m2
= 2,5 × 10−2 = 8 × 108 N/m2

Sebelum melaksanakan kegiatan praktikum virtual, alangkah baiknya baca terlebih
dahulu petunjuk berikut untuk mempermudah kegiatan praktikum yang akan
dilaksanakan.
1. Membaca do’a sebelum memulai kegiatan pembelajaran
2. Membentuk kelompok dengan 6 orang anggota setiap kelompoknya
3. Mengerjakan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) secara berkelompok
4. Melaksanakan eksperimen sederhana secara berkelompok berdasarkan

prosedur yang telah ditentukan!
5. Membaca do’a setelah menyelesaikan kegiatan pembelajaran

Kelompok : ........................................................................................................
Kelas : ........................................................................................................
Anggota Kelompok : 1. ..................................................................................................

2. ..................................................................................................
3. ..................................................................................................
4. ..................................................................................................
5. ..................................................................................................
6. ..................................................................................................

APERSEPSI

Minggu kemarin kita sudah mempelajari kemampuan (sifat-sifat) yang dimiliki oleh
suatu benda yang ketika diberi tekanan atau tarikan ukurannya akan berubah. Hal ini
berhubungan dengan sifat elastisitas benda. Besar-besaran apa saja yang dimiliki
benda elastis tersebut?
Jawab :
1. Tegangan
2. Regangan
3. Modulus Young

c

MOTIVASI

Ketika Anda tidur atau duduk di atas permukaan spring bed, kasur Anda akan
tertekan dan jika dilihat dari samping nampak mampat (mengempis) sehingga
ukurannya berubah menjadi lebih pendek. Kemudian ketika Anda beranjak dari
kasur tersebut, spring bed kembali ke keadaan semulanya. Kemudian mengapa
spring bed terasa sangat empuk sehingga nyaman saat ditiduri ?
Jawab :
Ketika Anda duduk atau tidur di atas kasur spring bed, gaya beratmu menekan
kasur. Karena tekanan tersebut maka pegas yang terdapat di dalam kasur akan
menjadi mampat. Akibat dari sifat elastisitas pada pegas tersebut, spring bed akan
meregang kembali ketika beban di atasnya yaitu gaya yang Anda berikan hilang
dalam hal ini Anda beranjak dari atas kasur. Oleh karena itu, kasur spring bed
terasa sangat empuk karena terdapat pegas sebagai komponen penyusunnya yang
memiliki sifat elastisitas.

Permasalahan 1

Mengamati

Amatilah video pada link berikut ini!
https://youtu.be/OxW0RP2id-M
https://youtu.be/aKOUWUxKJWk
Kedua video di atas, menyajikan perbedaan springbed baru dengan yang lama. Hal
tersebut berkaitan dengan permasalahan yang akan dibuktiktan kebenarannya pada
eksperimen ini. Springbed baru relatif lebih empuk daripada yang sudah lama
digunakan.

Menanya

Buatlah beberapa pertanyaan yang berkaitan dengan fenomena pada video tersebut!
Jawab:
1. Mengapa pegas pada spring bed lama menjadi renggang?
2. Apa yang menyebabkan bentuk permukaan spring bed berubah?
3. Mengapa kasur spring bed yang sudah usang tidak nyaman digunakan?
4. Apa yang menyebabkan pegas pada spring bed rusak/ kendur?
5. Bagaimana cara mengetahui besarnya regangan yang dialami pegas ?

Mengeksplorasi

Amatilah kedua gambari di bawah ini !
Terdapat pegas sebagai komponen penyusun kasur spring bed yang berbeda kondisi.

Hipotesis

Berdasarkan pertanyaan-pertanyaan yang telah diajukan, buatlah hipotesis mengenai
permasalah tersebut!
Jawaban :
1. Semakin besar gaya yang diberikan semakin panjang renggangan pegas. Selain

itu, pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan besar regangan pada
pegas.
2. Semakin besar gaya yang digunakan untuk merenggangkan pegas maka semakin
sulit bagi pegas untuk kembali ke kondisi awalnya. Pegas menjadi kendur dan
tidak dapat kembali ke bentuk semula.

3. Gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda sebanding dengan pertambahan
panjang pegas

4. Semakin besar massa yang menarik pegas maka semakin bertambah panjang pegas
tersebut.

5. Besar regangan yang dialami pegas dapat diperoleh dengan cara membagi
pertambahan panjang pegas dengan penjang pegas mula-mula.

Prosedur Kerja

Untuk membuktikan hipotesis maka lakukanlah pembuktian melalui praktikum
percobaan ini. Berikut merupakan langkah-langkah yang harus dilakukan
1. Memasuki laman virtual laboratory Phet Masses and springs pada link berikut

https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs/latest/masses-and-
springs_en.html

2. Mengklik menu lab pada tampilan utama

3. Pengamatan dilakukan sebanyak 7 kali menggunakan variabel kontrol dari
massa benda yang digantungkan di ujung pegas yaitu sebesar 0,2 kg

4. Klik Mass Equilibrium dan Movable Line
5. Posisikan mistar tepat di samping pegas untuk mengukur panjang awal pegas

dan perubahan panjangnya

6. Percobaan pertama menggunakan springs setting no 3
7. Percobaan kedua menggunakan springs setting no 4
8. Percobaan ketiga menggunakan springs setting no 5
9. Percobaan keempat menggunakan springs setting no 6
10. Percobaan kelima menggunakan springs setting no 7
11. Percobaan keenam menggunakan springs setting no 8
12. Percobaan ketujuh menggunakan springs setting no 9
13. Mencatat data yang diperoleh dalam bentuk tabel

Tabel Pengamatan

Tabel 1. Hasil Pengamatan Simulation Masses and Springs

Springs Massa (kg) Force (N) (m) (m)
constant 1

3 0,2 19,6 0,45 0,95

4 0,2 19,6 0,45 0,90

5 0,2 19,6 0,45 0,86

6 0,2 19,6 0,45 0,82

7 0,2 19,6 0,45 0,80

8 0,2 19,6 0,45 0,78

9 0,2 19,6 0,45 0,76

Pengolahan Data

1. Setelah diperoleh data awal, hitunglah pertambahan panjang pegas pada setiap pengamatan

tersebut menggunakan persamaan ∆ = − 0 !

Jawab :

Menghitung perubahan panjang pegas setelah diberi gaya

∆ = − 0 = 0,95 − 0,45 = 0,5 m
∆ = − 0 = 0,90 − 0,45 = 0,45 m
∆ = − 0 = 0,86 − 0,45 = 0,41 m
∆ = − 0 = 0,82 − 0,45 = 0,37 m
∆ = − 0 = 0,80 − 0,45 = 0,35 m
∆ = − 0 = 0,78 − 0,45 = 0,33 m
∆ = − 0 = 0,76 − 0,45 = 0,31 m
2. Buatlah tabel hasil pengolahan data dengan mencantumkan springs constant, panjang awal

pegas, panjang pegas akhir, dan perubahan panjang pegas setelah diberi gaya!

Jawab :

Tabel 1. Hasil Pengolahan Data

Springs (m) (m) △ (m)
constant 1

3 0,45 0,95 0,50

4 0,45 0,90 0,45

5 0,45 0,86 0,41

6 0,45 0,82 0,37

7 0,45 0,80 0,35

8 0,45 0,78 0,33

9 0,45 0,76 0,31

3. Berapa besar regangan yang dialami pegas dari setiap percobaan? Untuk mengetahuinya
formulasikanlah variabel-variabel di atas menggunakan persamaan tegangan !
Jawab :
Menghitung regangan yang dialami pegas
∆ 0,50
= 0 = 0,45 = 1,1
∆ 0,45
= 0 = 0,45 = 1

∆ 0,41
= 0 = 0,45 = 0,91

∆ 0,37
= 0 = 0,45 = 0,82

∆ 0,35
= 0 = 0,45 = 0,77

∆ 0,33
= 0 = 0,45 = 0,73

∆ 0,31
= 0 = 0,45 = 0,68

4. Buatlah tabel hasil pengamatan yang menyatakan besar panjang awal pegas, perubahan

panjang pegas dan besarnya regangan pada setiap percobaan!

Jawab :

Tabel 2. Hasil Pengamatan

(m) (m) △ (m)
0,45 1,10
0,45 0,95 0,50 1,00
0,45 0,91
0,45 0,90 0,45 0,82
0,45 0,77
0,45 0,86 0,41 0,73
0,45 0,68
0,82 0,37

0,80 0,35

0,78 0,33

0,76 0,31

Analisis Data

1. Berdasarkan data hasil pengamatan pada setiap percobaan buatlah grafik yang menyatakan
hubungan perubahan panjang pegas setelah diberi gaya dengan regangan yang dialami
pegas!
Jawab :

2. Berdasarkan grafik yang menunjukkan hubungan perubahan panjang pegas dengan
besarnya regangan, bagaimana hubungan kedua variabel tersebut?
Jawab :
Berdasarkan hasil pengamatan, kedua variabel ini memiliki hubungan timbal balik.
Semakin besar perubahan panjang pegas setelah di beri gaya (△ ) menyebabkan regangan
yang dialami pegas juga semakin besar. Ketika pegas mengalami perubahan panjang
sebesar 0,31 m diperoleh regangan sebesar 0,68 dan ketika perubahan panjang pegas
semakin besar yaitu 0,50 maka regangan yang dialami pegas juga semakin besar yaitu 1,10.
Selain itu, meninjau dari persamaan dalam menentukan regangan, perubahan panjang pegas
setelah diberi gaya berbanding lurus dengan besarnya regangan yang dihasilkan.

1. Berdasarkan sifatnya terdapat benda elastis dan benda plastis. Pegas memiliki
sifat elastis karena kemampuannya yang dapat merenggang dan mampat. Lilin
malam merupakan benda plastis karena ketika bentuknya diubah tidak dapat
kembali ke bentuk semula layaknya pegas. Perhatikan beberapa pernyataan di
bawah ini.
i) Semakin besar gaya yang diberikan pada benda elastis maka semakin besar
tegangan yang dialami benda tersebut.
ii) Semakin kecil gaya yang diberikan pada benda elastis maka semakin besar
tegangan yang dialami benda tersebut.
iii) Semakin besar perubahan panjang benda elastis akibat diberi gaya maka
semakin besar regangan yang dialami benda tersebut.
iv) Semakin kecil perubahan panjang benda elastis akibat diberi gaya maka
semakin besar regangan yang dialami benda tersebut.
Berdasarkan beberapa pernyataan tersebut, pernyataan yang sesuai mengenai
tegangan dan regangan yang dimiliki benda elastis adalah ...
A. (i) dan (iii)
B. (i) dan (iv)
C. (ii) dan (iv)
D. (ii) dan (v)
E. Tidak ada pernyataan yang tepat

2. Bela dan Amar rebutan mainan pegas yang Ayahnya belikan. Mereka saling tarik
menarik pegas tersebut sehingga pegas bertambah panjang. Mula-mula mainan
tersebut memiliki panjang 20 cm. Kemudian diberi gaya oleh Amar sebesar 12 N
sehingga panjangnya bertambah menjadi 24 cm. Apabila mainan pegas tersebut
memiliki luas penampang sebesar 3 mm2, berapakan besar modulus Young yang
dimiliki mainan tersebut....
A. 4 × 10-6 N/m2
B. 4 × 10-7 N/m2
C. 2 × 107 N/m2
D. 3 × 107 N/m2
E. 4 × 107 N/m2

Suatu benda dapat dinyatakan bergetar apabila benda tersebut bergerak bolak-balik terhadap
titik tertentu. Gerak harmonik sederhana merupakan gerak bolak-balik suatu benda melalui titik
kesetimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda yang selalu konstan setiap waktu.
Contoh pengaplikasiannya yaitu pada ayunan bandul dan pegas. Dalam gerak harmonik
terdapat beberapa besaran fisika yang dimiliki benda, diantaranya adalah sebagai berikut.

1. Simpangan (y) merupakan jarak benda dari titik keseimbangannya
2. Amplitudo (A) merupakan simpangan maksimum atau jarak terjauh
3. Frekuensi (f) merupakan banyak getaran tiap satuan waktu
4. Periode (T) merupakan banyaknya waktu dalam satu getaran


= dan =
Keterangan :
f = Frekuensi (getaran/sekon atau Hz )
T = Periode (s)
n = Banyaknya getaran
t = Waktu (s)

Gaya pemulih dimiliki oleh setiap benda elastis Gambar 9
yang terkena gaya sehingga benda elastis tersebut
berubah bentuk. Gaya pemulih merupakan gaya yang Komponen pegas pada springbeds
timbul pada benda elastis untuk menarik kembali benda membuat permukaan kasur menjadi
yang melekat padanya. Akibat gaya pemulih, benda akan empuk dan nyamapan digunakan
melakukan gerak harmonik sederhana. untuk beristirahat.
1. Gaya Pemulih pada Pegas

Pegas merupakan benda elastis yang ketika dikenai
gaya berupa tarikan atau tekanan kemudian gaya
tersebut dilepaskan maka pegas akan kembali ke
bentuk awalnya dalam keadaan setimbang. Gaya
pemulih pada pegas berperan untuk mengembalikan
posisi pegas ke keadaan setimbang. Penerapannya
dalam kehidupan sehari-sehari seperti pada
shockbreaker kendaraan dan springbed. Pegas
terdapat di dalam sebuah shockbreaker yang berfungsi
meredam getaran ketika roda kendaraan melewati
jalan yang tidak rata sehingga kendaraan tetap melaju
dengan nyaman. Begitupun dengan springbed,
kenyamanan ketika ditiduri dipengaruhi dari susunan
pegas-pegas di dalamnya, lihat Gambar 9.

Sebelum melaksanakan kegiatan praktikum virtual, alangkah baiknya baca terlebih
dahulu petunjuk berikut untuk mempermudah kegiatan praktikum yang akan
dilaksanakan.
1. Bentuk kelompok dengan anggota 5 orang!
2. Bacalah LKPD dengan cermat, diskusikan setiap pertanyaan yang terdapat pada

LKPD
3. Lakukan percobaan sederhana sesuai prosedur yang telah disediakan!

Kelompok : ........................................................................................................
Kelas : ........................................................................................................
Anggota Kelompok : 1. ..................................................................................................

2. ..................................................................................................
3. ..................................................................................................
4. ..................................................................................................
5. ..................................................................................................
6. ..................................................................................................

APERSEPSI

Minggu lalu kita sudah mempelajari materi mengenai elastisitas. Berdasarkan hasil
diskusi, jelaskan apa yang dimaksud dengan elastisitas dan berikan contohnya!
Jawab :
Elastis atau Elastisitas 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 maka pegas tersebut sudah rusak.
4.

MOTIVASI

Dalam sebuah turnamen olahraga, seorang atlet pelompat galah berlari dengan
tongkat galah berbahan fiber yang berbentuk lurus. Saat akan siap melompat ia
menancapkan galah kemudian menarik galah untuk melakukan tolakan. Saat
melakukan tolakan tersebut galah berubah melengkung. Namun, setelah ia
melepaskan galah dan berhasil melompat, galah kembali ke bentuk yang lurus
seperti semula. Jelaskan mengapa tongkat atlet pelompat galah dapat kembali
kebentuk semula setelah ditarik dan dilepaskan saat melompat!
Jawab :
Tongkat atlet pelompat galah dapat kembali kebentuk semula setelah ditarik dan
dilepaskan saat melompat, karena dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya
yang diberikan hilang.

Permasalahan Elastisitas

MENGAMATI

Amatilah video berikut ini: https://youtu.be/-Q6J69US2DE
Setelah mengamati video tersebut, isilah LKPD berikut. Diskusikan dengan teman
kelompok!

MENANYA

Buatlah pertanyaan yang berkaitan dengan fenomena dalam video tersebut!
Jawab:
1. Bagaimana panjang pegas saat ditarik dan dilepaskan?
2. Mengapa busur pada panah itu jika semakin ditarik maka anak panah akan semakin

jauh melesat?
3. Bagaimana hubungan antara perubahan benda elastis ketika diberi gaya, dengan

gaya yang dikenakan pada benda tersebut?

MENGEKSPLORASI

Amatilah kedua gambar di bawah ini!

Berdasarkan pertanyaan-pertanyaan yang telah diajukan, buatlah hipotesis
berdasarkan hasil pengamatan!
Jawab:
Semakin besar gaya tarik pegas, semakin besar pertambahan panjang pegas. Jika gaya
tarik yang diberikan melampaui batas elastis pegas maka pegas tidak kembali ke
bentuk semula, melainkan secara permanen berubah bentuk.

Percobaan Sederhana (Elastisitas)

Alat dan Bahan
1. Laptop atau smartphone
2. Aplikasi Phet Simulation Masses and Springs Basic
Langkah Kerja
1. Bukalah aplikasi PhET Simulation: Masses and Springs Basic pada komputer/laptop

2. Klik menu stretch

3. Klik/checklist natural length, equilibrium position, movable line, dan kondisi di bumi
earth.

4. Aturlah softness spring pada skala 3, kemudian ukur dan catat panjang awal pegas.
5. Atur beban pertama pada keadaan 50 gram

6. Kaitkan beban pada pegas 1, ukur dan catat kembali panjang pegas.
7. Catat hasil pengukuran pada tabel.
8. Ulangi langkah dan lakukan untuk massa beban selanjutnya, yaitu 100 gr dan 250 gr

pada pegas 2 dengan softness spring pada skala 6.

Hasil Pengamatan

No Massa Gaya Tarik Panjang Pegas Mula- Perubahan Panjang
Beban, Pegas ∆ (m)
m (kg) F = m.g (N) mula

Pegas 1 Pegas 2 Pegas 1 Pegas 2

1. 50 gr 0,49 N 48 cm 48 cm 55 cm 53 cm

2. 100 gr 0,98 N 48 cm 48 cm 64 cm 59 cm

3. 250 gr 2,45 N 48 cm 48 cm 88 cm 75 cm

Pengolahan Data

1. Menghitung besar gaya tarik (N) dari ketiga massa beban pada percobaan di atas dengan
menggunakan persamaan F = m.g!
Jawab:
• = . = 0,05 × 9,8 = 0,49 N
• = . = 0,1 × 9,8 = 0,98 N
• = . = 0,25 × 9,8 = 2,45 N

2. Menghitung besar konstanta pegas dari kedua pegas pada percobaan di atas dengan
menggunakan persamaan F = k.∆
Jawab:

Menghitung besar konstanta pegas pada pegas pertama:

• K = = 0,49 = 0,89 N/m

∆ 0,55

• K = = 0,98 = 1,53 N/m

∆ 0,64

• K = = 2,45 = 2,78 N/m
∆ 0,88

Menghitung besar konstanta pegas pada pegas yang kedua:

• K = = 0,49 = 0,92 N/m

∆ 0,53

• K = = 0,98 = 1,66 N/m
∆ 0,59

• K = = 2,45 = 3,26 N/m
∆ 0,75

3. Menghitung besar periode dari setiap pengukuran pada percobaan di atas menggunakan

persamaan berikut: T = 2 √

Jawab:

Percobaan pada Pegas 1:

T = 2 √ = 2 x 3,14√00,,0859 = 1,48 s

T = 2 √ = 2 x 3,14√10,5,13 = 1,60 s

T = 2 √ = 2 x 3,14√0,25 = 1,88 s

2,78

Percobaan pada Pegas 2:

T = 2 √ = 2 x 3,14√0,05 = 1,46 s

0,92

T = 2 √ = 2 x 3,14√10,6,16 = 1,54 s

T = 2 √ = 2 x 3,14√03,,2265 = 1,73 s

ANALISIS

Analisis mengenai panjang pegas mula-mula dan perubahan panjang pegas!
Jawab:
Pada praktikum di atas dilakukan dalam beberapa versi massa, mulai dari 50 gram
hingga 250 gram. Pengukuran panjang awal pegas dilakukan menggunakan alat
penggaris. Nilai panjang awal yang diperoleh adalah 48 cm.
Pengukuran panjang akhir harus dilakukan dengan sangat teliti. Panjang akhir dari
beban 50 gram, diperoleh nilai 55 cm pada pegas 1 dan 53 cm pada pegas 2.
Begitupun seterusnya nilai panjang akhir sama seperti yang telah tercatat pada tabel
di atas.

KESIMPULAN

Berikan kesimpulan mengenai percobaan Elastisitas Pegas!
Jawab:
Jika beban berat suatu benda semakin besar, maka konstanta pegasnya juga akan
semakin besar. Massa benda dan nilai gravitasi bumi akan berbanding lurus dengan
konstanta pegas. Namun konstanta pegas akan berbanding terbalik dengan delta x.
Pertambahan panjang pegas akan sebanding dengan gaya yang diberikan, jika pegas
ditarik tanpa melebihi batas elastisitas.

1. Daftar benda-benda :
1) Benang jahit
2) Stereoform
3) Kasur
4) Kertas koran
yang termasuk benda elastis adalah ....
A. 1,2,3
B. 1,3
C. 2,3
D. 1,4
E. 2,4

2. Tegangan yang terjadi karena gaya bekerja pada sebuah batang adalah 2 x
106 N/m2. Jika panjang batang adalah 4 m dan modulus elastisnya adalah
2,5 x 108 N/m2, pertambahan panjang batang adalah (cm)
A. 0,8
B. 1,6
C. 3,2
D. 5,0
E. 6,4

3. Seutas kawat dengan panjang L dan jari-jari r dijepit dengan kuat di salah
satu ujungnya. Ketika ujung kawat lainnya ditarik dengan gaya F, panjang
kawat bertambah sebesar x, kawat lain dari bahan yang sama dan jari-jari
sama, dengan panjangnya 3L ditarik dengan gaya yang sama, akan
mengalami pertambahan panjang sebesar ...
A. 1,5 x
B. 2 x
C. 3 x
D. 6 x
E. 12 x

4. Perhatikan kurva tegangan-regangan seutas kawat pada gambar di bawah.
Besar modulus elastisitas atau Modulus Young (dalam Pa) untuk kawat
tersebut adalah....
A. 4 x 1011 Nm-2
B. 6 x 1011 Nm-2
C. 8 x 1011 Nm-2
D. 16,7 x 1011 Nm-2
E. 144 x 1011 Nm-2

Robert Hooke, seorang ilmuwan yang melalui Robert Hooke
percobaannya menyimpulkan bahwa sifat elastis pegas
ada batasnya dan besar gaya pegas sebanding dengan Robert Hooke, ilmuwan penemu
pertambahan panjang pegas. Hukum Hooke berbunyi, Hukum Hooke. Berbagai percobaan
jika gaya yang bekerja pada pegas dihilangkan, pegas dilakukannya untuk mengamati
tersebut akan kembali ke keadaannya semula. Besar gaya hubungan antara perubahan yang
pemulih pegas sebanding dengan pertambahan panjang terjadi di antara benda elastis dan
pegas ∆ . Menurut Hukum Hooke, gaya pemulih pada gaya yang diberikan kepada benda
pegas yang berada dalam batas elastisitasnya akan selalu tersebut.
memenuhi persamaan berikut.
Sumber: https://www.gramedia.com/
= − . ∆
Dengan k sebagai ketetapan pegas (N/m). Tanda negatif Gambar 10.
(-) menunjukkan bahwa arah gaya pemulih pada pegas Perubahan bentuk benda elastis
selalu berlawanan dengan arah gerak pegas. akan sebanding dengan gaya yang
Keterangan : bekerja padanya sampai batas
k = Tetapan pegas (N/m) elastisitasnya. Apabila gaya yang
∆ = − 0 = Pertambahan panjang pegas (m) diberikan ditambah hingga
F = Gaya yang bekerja pada pegas melebihi batas elastisitas benda
maka benda akan mengalami
Hukum Hooke yang ditemukan dengan rumus tanda (-) deformasi (perubahan bentuk )
menyatakan bahwa arah F berlawanan dengan arah permanen.
perubahan panjang x, lihat gambar 10. Menurut Hooke,
dengan x diukur dengan posisi keseimbangan pegas.
Tanda (-) menunjukkan bahwa pegas diregangkan (L >
0), gaya yang dikerjakan pegas mempunyai arah
sehingga menyusutkan L. Sebaliknya, waktu mendesak
pegas (L < 0), gaya pegas pada arah L yang positif
sedangkan k disebut konstanta pegas mempunyai
dimensi gaya/panjang. Tanda negatif (-) pada persamaan
tersebut menyatakan arah gaya pemulih yang selalu

berlawanan dengan pertambahan panjang pegas.
2. Gaya Pemulih pada Ayunan Sederhana
Ayunan sederhana merupakan suatu partikel
massa yang tergantung pada suatu titik tetap pada
seutas tali, di mana massa tali dapat diabaikan dan tali
tidak dapat bertambah panjang. Aplikasi dari ayunan
sederhana ini misalnya pada jam bandul.
Perhatikan Gambar sebuah beban bermassa m
tergantung pada seutas kawat sepanjang l dan
massanya dapat diabaikan. Apabila bandul itu
bergerak vertikal dengan membentuk sudut , gaya
pemulih dari bandul tersebut secara matematis dapat
ditulis sebagai F = −m. g. sinθ = −m. g (y)

l

1. Ibu Zaimah menimbang timun seberat 2 kg menggunakan neraca pegas. Timun dalam
kantong plastik digantungkan pada pengail ujung pegas tersebut sehingga pegas dalam
neraca tersebut bertambah panjang sebesar 5 cm dari ukuran awalnya. Kemudian
ketika timun dilepas, pegasnya kembali ke bentuk semula. Berapa besar gaya pemulih
dan konstanta pegas dari pegas tersebut?
Penyelesaian :
Diketahui
= 2
∆ = 5 = 0,05
Ditanya
= ⋯
= ⋯ /
Jawab
Besar gaya pemulih pegas
= .
= 2 × 9,8 = 19,6
Besar konstanta pegas

= ∆
19,6
= 0,05 = 392 /

2. Sebuah pegas dengan konstanta pegas 100 N/m ditarik sehingga bertambah
panjang 1 cm. Gaya pegas tersebut adalah…
A. 0,01 N
B. 1N
C. 2N
D. 10 N
E. 100 N
Penyelesaian Soal
Pada soal ini diketahui k = 100 N/m dan ∆x = 1 cm = 0,01 m. Jadi gaya pegas F =
k . ∆x = 100 N/m . 0,01 m = 1 N. Soal ini jawabannya B.

3. Sebuah pegas dengan panjang 10 cm digantungi beban sehingga bertambah
panjang 0,5 cm. Jika konstanta pegas k = 200 N/m, massa beban tersebut adalah ..
A. 0,1 kg
B. 0,5 kg
C. 1 kg
D. 1,5 kg
E. 2 kg
Penyelesaian Soal
Pada soal ini diketahui Δx = 0,5 cm = 0,5 . 10^-2 m dan k = 200 N/m.
Maka massa beban yang digantung pada pegas dihitung dengan cara:
F = k . Δx.
m.g = k . Δx.
M . 10 m/s2 = 200 N/m . 0,5 . 10^-2 m
M = 1/10 kg = 0,1 kg.
Jadi massa beban = 0,1 kg. Soal ini jawabannya A.

4. Sebuah pegas dengan konstanta 100 N/m digantung beban bermassa 0,2 kg. Jika
panjang mula-mula pegas 10 cm maka panjang pegas setelah digantungi beban
adalah…
A. 10 cm
B. 12 cm
C. 16 cm
D. 18 cm
E. 20 cm

Penyelesaian Soal
Diketahui k = 100 N/m, m = 0,2 kg dan x1 = 10 cm = 0,1 m.
F = k . Δx.
M.g = k (x2 – x1).
0,2 kg . 10 m/s2 = 100 N/m . (x2 – 0,1) m
2 = 100x2 – 10
100x2 = 2 + 10 = 12.
X2 = 12/100 = 0,12 m = 12 cm
Soal ini jawabannya B.
5. Sebuah pegas diberi gaya 30 N mengalami pertambahan panjang sebesar 10 cm.
Pertambahan panjang pegas jika diberi gaya 21 N adalah…
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 5 cm
D. 6 cm
E. 7 cm
Penyelesaian Soal
Pada soal ini pegas yang digunakan sama sehingga:
1 2
∆ 1 = ∆ 2
30 21
10 = ∆ 2

21 . 10
∆ 2 = 30 = 7
Jadi pertambahan panjang pegas sebesar 7 cm. Soal ini jawabannya E.
6. Perhatikan grafik di bawah ini.

Manakah diantara pernyataan berikut yang benar.
A. Konstanta pegas P paling kecil.
B. Konstanta pegas Q paling kecil.
C. Konstanta pegas R paling kecil.
D. Konstanta pegas P lebih besar dari Q.
E. Konstanta pegas R lebih kecil dari Q.
Berdasarkan rumus gaya pegas k = F/Δx dapat disimpulkan konstanta pegas akan
kecil jika gaya yang diberikan kecil dan pertambahan pertambahan panjang besar.
Jadi pernyataan yang benar adalah konstanta P paling kecil (pernyataan 1). Jawaban
A.

Sebelum melaksanakan kegiatan praktikum virtual, alangkah baiknya baca terlebih
dahulu petunjuk berikut untuk mempermudah kegiatan praktikum yang akan
dilaksanakan.
1. Buatlah kelompok yang terdiri dari 4 orang!
2. Bacalah LKPD dengan cermat, lalu diskusikan setiap pertanyaan yang ada pada

LKPD.
3. Lakukan percobaan sederhana menggunakan phet sesuai prosedur yang telah

ditentukan.

Kelompok : .........................................................................................................
Kelas : .........................................................................................................
Anggota Kelompok : .........................................................................................................

.........................................................................................................
.........................................................................................................
.........................................................................................................

APERSEPSI

Minggu lalu kita telah mempelajari mengenai elastisitas, sebutkan dan jelaskan
parameter yang terdapat pada elastisitas.
Jawab :
Tegangan : tegangan adalah gaya yang bekerja pada permukaan seluas satu satuan
Regangan : renggangan adalah besar perubahan panjang suatu benda dibandingkan
dengan panjang awalnya
Modulus Elastisitas : modulus elastisitas atau disebut juga modulus young adalah
perbandingan rasio tegangan terhadap regangan suatu bahan.

MOTIVASI

Jelaskan konsep elastisitas pada sebuah busur yang ditarik sehingga dapat
melepaskan anak panah
Jawab :
Saat tali busur ditarik ke belakang yang artinya memberi gaya ke tali busur, limb
akan melengkung lebih dalam dan tali busur menjadi kencang, setelah tarikan
dilepas (gaya dihilangkan), tali busur kembali ke keadaan semula. Saat itu, tali busur
mempunyai gaya yang lebih besar dari gaya tarik. Gaya inilah yang menyebabkan
anak panah melesat jauh. Semakin jauh menarik tali busur, semakin besar gaya yang
kalian berikan. Ini berarti semakin besar pula gaya yang dilakukan tali busur pada
anak panah.

PERMASALAHAN 1

MENGAMATI

1. Amatilah video yang telah disajikan oleh guru
https://youtu.be/21A7KoU5vEo

2. Setelah mengamati video tersebut, isilah LKPD berikut. Diskusikan dengan teman
sekelompok.

MENANYA

Buatlah pertanyaan yang berkaitan dengan fenomena tersebut!
Jawab :
Apakah pegas termasuk ke dalam benda yang bersifat elastis dan mengapa pegas bisa
dikatakan benda yang bersifat elastis ?

MENGEKSPLORASI

Dari pernyataan-pernyataan yang telah dibuat, buatlah hipotesis mengenai
permasalahan tersebut !
Seorang pengendara motor yang sedang melaju kencang kemudian melewati
polisi tidur, apa yang terjadi dengan pengendara motor dan motor tersebut ?
Jawab :
Adanya pegas yang digunakan sebagai peredam kejutan pada kendaraan sepeda
motor. Tujuan adanya pegas ini adalah untuk meredam kejutan ketika sepeda
motor yang dikendarai melewati polisi tidur atau permukaan jalan yang tidak rata.
Ketika sepeda motor melewati jalan berlubang, gaya berat yang bekerja pada
pengendara (dan gaya berat motor) akan menekan pegas sehingga pegas
mengalami pemampatan. Akibat sifat elastisitas yang dimilikinya, pegas
meregang kembali setelah termampatkan. Perubahan panjang pegas ini
menyebabkan pengendara merasakan ayunan. Dalam kondisi ini, yang digunakan
pada sepeda motor atau kendaraan lainnya telah dirancang untuk mampu
menahan gaya berat sampai batas tertentu.

PERCOBAAN SEDERHANA (HUKUM HOOKE)

MENGAMATI

Elastisitas adalah kecenderungan bahan padat untuk kembali ke bentuk aslinya setelah
terdeformasi. Benda padat akan mengalami deformasi ketika gaya diaplikasikan
padanya. Jika bahan tersebut elastis, benda tersebut akan kembali ke bentuk dan ukuran
awalnya ketika gaya dihilangkan.

Alat dan Bahan
1. Laboratorium virtual
2. Pegas
3. Penarik pegas

Prosedur Percobaan
1. Menyiapkan dan mengoperasikan laboratorium virtual yang dapat diakses pada alamat

web dibawah ini
https://phet.colorado.edu/in/simulations/filter?subjects=physics&type=html,prototype
2. Mengklik konten laboratorium virtual hukum Hooke
3. Memberikan tanda centang pada kolom gaya yang dikenakan, gaya pegas, posisi
setimbang, dan nilai yang terletak di sebelah kanan
4. Mengubah besar nilai konstanta pegas pada kolom di bawah
5. Melakukan percobaan dengan menggeser nilai konstanta pegas atau mengubah besar
nilai gaya yang dikenakan pada kolom di bawah untuk setiap percobaan
6. Ulangi percobaan hingga 5 kali
7. Menganalisis data yang diperoleh dalam percobaan praktikum, dengan menentukan
a. Pertambahan panjang pegas (∆x)
b. Energi potensial pegas
8. Menuliskan hasil pengamatan
9. Mempresentasikan hasil percobaan

HASIL PENGAMATAN

Percobaan Gaya (F) Konstanta Pegas
(K)
1. 25 300
2. 40 300
3. 55 300
4. 70 300
5. 85 300

MENGANALISIS

1. Analisislah mengenai pertambahan panjang pegas (∆x) dan energi potensial pegas !

2. Sebuah pegas dengan konstanta 75 N/m digantung beban bermassa 0,4 kg. Jika panjang

mula-mula pegas 25 cm maka panjang pegas setelah digantungi beban adalah ....

Jawab :

1. Rumus untuk menghitung ∆x adalah


∆ =

▪ Percobaan 1
25

∆ = = 300 = 0,083
▪ Percobaan 2

40
∆ = = 300 = 0,133
▪ Percobaan 3

55
∆ = = 300 = 0,183
▪ Percobaan 4

70
∆ = = 300 = 0,233
▪ Percobaan 5

85
∆ = = 300 = 0,283

Rumus untuk menghitung energi potensial pegas adalah

= 1 . . ∆ 2
2

▪ Percobaan 1

= 1 . 300. (0,084)2 = 1,05
2
▪ Percobaan 2

= 1 . 300. (0,14)2 = 2,94
2
▪ Percobaan 3

= 1 . 300. (0,084)2 = 5,07
2
▪ Percobaan 4

= 1 . 300. (0,084)2 = 8,64
2
▪ Percobaan 5

= 1 . 300. (0,084)2 = 12,09
2

PERTANYAAN NO 2
= . ∆
. = . ( 2 − 1)
0,4. 10 = 75 ( 2 − 0,25)
4 = 75 2 − 18,75
4 + 18,75 = 75 2
2 = 22,75/75 = 0,303 = 30,3

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan di atas, maka dalam praktikum hukum Hooke dapat
disimpulkan bahwa:
Elastisitas adalah kecenderungan bahan padat untuk kembali ke bentuk aslinya
setelah terdeformasi. Benda padat akan mengalami deformasi ketika gaya
diaplikasikan padanya. Jika bahan tersebut elastis, benda tersebut akan kembali ke
bentuk dan ukuran awalnya ketika gaya dihilangkan. Gaya pada pegas dan
pertambahan panjang pegas berbanding lurus. Semakin tinggi nilai pertambahan
panjang pegas, maka semakin besar gaya yang bekerja.

1. Berdasarkan Hukum Hooke dinyatakan dengan persamaan F = −k × ∆ .

Tentukan dimensi dari konstanta pegas!
A. MT−2
B. MT2
C. M−2
D. T−2
E. M−2T−2

Pembahasan

Diketahui : F = −k × ∆

Ditanya : Dimensi Konstanta (k)?Jawaban :

F
F = −k × ∆ → k = x

Dimensi F

F = m. a
v
F = m . st
F = m . t2
ML
F = T2 = MLT−2

Dimensi x = L

Dimensi k = MLT−2 = MT−2

L

2. Diketahui sebuah batang homogen panjang L, ketika ditarik dengan gaya F

bertambah panjang sebesar ∆L. Agar pertambahan panjang menjadi 4 ∆L maka besar

gaya tariknya adalah ....

A. 1F

4

B. 1F

2

C. 2F

D. 4 F

E. 16 F

3. Tiga buah pegas identik dengan konstanta 1000 N/m. Susunan pegas diberi
beban sehingga bertambah panjang 6 cm, maka pertambahan panjang masing-
masing pegas adalah ?
A. 1 cm
B. 2 cm
C. 3 cm
D. 4 cm
E. 5 cm

4. Untuk meregangkan sebuah pegas sebesar 4 cm diperlukan usaha 0,16 J. Gaya
yang diperlukan untuk meregangkan pegas tersebut sepanjang 2 cm diperlukan
gaya sebesar ....
A. 0,8 N
B. 1,6 N
C. 2,4 N
D. 3,2 N
E. 4,0 N

5. Grafik di bawah ini adalah hubungan gaya dengan pertambahan panjang dari
benda elastisitas yang ditarik dengan gaya.

Berdasarkan grafik, benda akan bersifat tidak elastis (plastis) saat besar gaya
yang bekerja antara ...
A. 0 sampai 9 N
B. 0 sampai 18 N
C. 0 sampai 24 N
D. 9 N sampai 18 N
E. 18 N sampai 24 N

1. Persamaan Simpangan Getar

= . .

Dengan = 2 = 2


Keterangan :

y = Simpangan (m)

A = Simpangan maksimpum (Amplitudo) (m)

= Kecepatan sudut (rad/s)

f = Frekuensi (Hz )

T = Periode (s)

t = Waktu (s)

Jika nilan sin t = 1, maka diperoleh percepatan maksimum ymaks = A
Jika posisi sudut awal adalah 0, maka persamaan gerak harmonik sederhana menjadi
= sin + 0
2. Persamaan Kecepatan Gerah Harmonik Sederhana


= =
Keterangan :

v = Kecepatan gerak harmonik sederhana (m/s)

A = Simpangan maksimpum (Amplitudo) (m)

= Kecepatan sudut (rad/s)

t = Waktu (s)

Jika nilai cos t = 1, maka diperoleh percepatan maksimum

vmaks= ωA
Hubungan kecepatan gerak harmonik sederhana dengan simpangan adalah sebagai

berikut.

= √ 2 − 2

3. Persamaan Percepatan Gerak Harmonik Sederhana

= = − 2 = − 2


Keterangan :

= Percepatan gerak harmonik sederhana (m/s)
A = Simpangan maksimpum (Amplitudo) (m)
= Kecepatan sudut (rad/s)
t = Waktu (s)

Energi pada gerak harmonik sederhana terdiri atas energi potensial dan energi kinetik.

Dengan demikian energi total (energi mekanik) dari gerak harmonik sederhana adalah

jumlah dari energi potensial dan energi kinetiknya.

= +

= 1 2 + 1 ( 2 − 2)
2 2

= 1 2
2

= 2

Keterangan :

= Energi potensial getaran (J)

= Energi kinetik getaran (J)
= Energi mekanik getaran (J)
k = Konstanta gaya/konstanta pegas (N/m)

m = Massa benda yang berputar (kg)


= 2 √

= 1 1 √
= 2

Keterangan :
T = Periode getaran (s)
f = Frekuensi getaran (Hz)
k = Konstanta pegas (N/m)
m = Massa benda yang berputar (kg)
Pada titik tertinggi/ terendah (simpangan terjauh),

1. Simpangan maksimum ( = ) dan energi potensial maksimum

( = 1 2)
2

2. Percepatan maksimum ( = − 2 )

3. Kecepatan minimum ( = 0) dan energi kinetik minimum ( = 0)

Pada titik setimbang (simpangan minimum)

1. Simpangannya nol ( = 0) dan energi potensialnya minimum ( = 0)

2. Kecepatannya maksimum ( = ) dan energi kinetiknya maksimum

( = 1 2)
2

3. Percepatannya minimum ( = 0)


= 2 √

= 1 √
2

Keterangan :

T = Periode (s)

f = Frekuensi getaran (Hz)

F = Gaya pemulih (N)

l = Panjang tali

g = Percepatan gravitasi (m.s-2)

Jam pendulum komponen
penyusunnya meng-gunakan
pendulum bera-yun sebagai
elemen ke-tepatan waktu.

Sumber : Wikipedia

Sebelum melaksanakan kegiatan praktikum virtual, alangkah baiknya baca terlebih
dahulu petunjuk berikut untuk mempermudah kegiatan praktikum yang akan
dilaksanakan.
1. Baca secara cermat petunjuk dan langkah-langkah sebelum anda melakukan

kegiatan.
2. Duduk secara berkelompok sesuai dengan kelompok yang telah ditentukan
3. Baca buku-buku fisika dan buku lain yang relevan dengan materi elastisitas.

Tanyakan kepada guru apabila terdapat hal-hal yang kurang jelas
4. Menjawab pertanyaan soal pada kotak yang tersedia.

Kelompok : .........................................................................................................
Kelas : .........................................................................................................
Anggota Kelompok : .........................................................................................................

.........................................................................................................
.........................................................................................................
.........................................................................................................

Pengantar

Elastisitaszat padatmerupakan kemampuansuatu benda padat
untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya yang

diberikan kepada benda tersebut dihilangkan atau dibebasakan.
Benda-benda yang memiliki elastisitas misalnya karet, baja, dan
kayu, di sebut bendaelastis. Sebaliknya, benda-benda yang tidak
memiliki sifat elastis, misalnya pelastisin, lumpur dan tanah liat
disebut benda plastik. Lalu apa yang akan terjadi jika karet
ditarik?

APERSEPSI

Coba Anda amati gambar angry bird tersebut!

1. Apakah karet pada burung tersebut akan kembali lagi ke bentuk semula saat
sudah ditarik kemudian dilepaskan?

2. Apakah karet dapat berubah bentuk ?
Jawaban :

1. Iya, karet tersebut akan kembali ke bentuk semula jika gaya yang
diberikan tidak terlalu besar. karena karet termasuk ke dalam
benda elastis.

2. Iya, karena jika gaya yang diberikan terlalu besar maka akan
membuat karet berubah bentuk bahkan menjadi putus.

Alat dan Bahan

Alat dan Bahan
1. Laboratorium
2. Internet
3. Aplikasi/web PhET

Prosedur Kerja

1. Bukalah halaman Phet pada laptop
2. Klik menu PHYSICS

3. Pada subjek fisika klik bagian “Gerak”

4. Pilih Pendulum Lab

5. Klik Pendulum Lab kemudian play

6. Klik dua kali pads “Lab”

7. Klik stopwatch dan period time

8. Sebelah kanan terdapat length, mass, dan gravity, pada bagian tersebut Anda dapat
mengubang panjang tali dan massa benda sesuai dengan yang Anda butuhkan, untuk
gravitasi tetap gunakan gravitasi bumi.