ELASTISITAS DAN GAYA PEGAS

A. Tegangan Dan Regangan

Tegangan: perbandingan antara gaya yang diterapkan (F) dengan luas permukaan benda (A)
Regangan: perbandingan antara penambahan panjang benda akibat gaya tersebut (ΔX) terhadap panjang mula-mula (X)
Modulus elastis:

Jika gaya-gaya terlalu besar dan batas elastik terlampaui, benda tidak kembali ke bentuknya semula, tetapi secara permanen berubah. Rasio gaya F terhadap luas penampang A dinamakan tegangan tarik:

Keterangan:
F = gaya ( N)
A = luas permukaan (m²)

Perubahan fraksional pada panjang batang dinamakan regangan.

Keterangan:
Al = pertambahan panjang (m)
I = pertambahan panjang (m)

Rasio tegangan terhadap regangan adalah modulus Young:

Keterangan:
Y = Modulus Young (N/m2)
F -= gaya (N)
A = luas permukaan (m2)
Al = pertambahan panjang (m)
I = panjang (m)

B. Hukum Hooke

Pada waktu pegas ditarik dengan gaya F, pegas mengadakan gaya yang besarnya sama (Fp) dengan gaya menarik, tapi arahnya berlawanan.

Keterangan:
Fp = gaya pemulih (N)
k = konstanta pegas( N/m)
Ax = perubahan panjang pegas (m)

C. Konstanta Pegas Gabungan

Konstanta Pegas Pengganti Seri, dari gambar di bawah dapat dirumuskan untuk menentukan nilai konstanta pegas pengganti dari pegas yang dirangkai seri.

Konstanta Pegas Pengganti Paralel, Dari gambar di bawah dapat dirumuskan untuk menentukan nilai konstanta pegas pengganti dari pegas yang dirangkai paralel.

Menentukan usaha untuk meregangkan pegas, Usaha yang diperlukan untuk meregangkan pegas dengan konstanta k sejauh Δx adalah

Keterangan:
W = usaha (J)
k = konstanta pegas( N/m)
Ax = perubahan panjang pegas (m)

D. Contoh Soal

Contoh 1
Tabel berikut ini menunjukkan hasil pengukuran panjang (Δx) pada percobaan pengukuran konstanta elastisitas karet dengan menggunakan lima bahan karet ban P, Q, R, S, dan T.

Konstanta elastisitas karet terbesar dimiliki oleh bahan

A. P B. Q C. R D. S E. T

Pembahasan:

Maka yang terbesar = R, Jawab = C

Contoh 2
Sebuah karet diberi beban 300 gram dan digantung vertikal pada sebuah statif. Ternyata karet bertambah panjang 4 cm (g = 10 m/s²). Energi potensial karet tersebut adalah
A. 7,5 x 10^-2 joule D. 3,0 x 10^-2 joule
B. 6,0 x 10² joule E. 1,5 x 10^-2 joule
C. 4,5 x 10^-2 joule

Pembahasan:

Jawab = E

E. Latihan Soal

Latihan 1
Dari percobaan menentukan elastisitas karet dengan menggunakan karet ban diperoleh data seperti tabel berikut ini. Dapat disimpulkan nilai konstanta terbesar adalah percobaan

Latihan 2
Untuk meregangkan sebuah pegas sejauh 5 cm diperlukan gaya sebesar 20 N. Energi potensial pegas ketika nneregang sejauh 10 cm adalah
A. 2 joule D. 50 joule
B. 4 joule E. 100 joule
C. 20 joule

Latihan 3
Sebuah pegas diberi beban 2 kg seperti gambar dibawah,

Jika pegas mengalami pertambahan panjang 5 cm, dan gravitasi bumi, g = 10 m/s², maka energi potensial elastis pegas tersebut adalah…
A. 4,0 J D. 1,0 J
B. 3,0 J E. 0,5 J
C. 2,5 J

F. Evaluasi

Evaluasi dapat dikerjakan pada tautan berikut Evaluasi
Akun dan password yang digunakan adalah passw dan akun ulangan (sebelum PTS)