Elastisitas dan Hukum Hooke: Rumus dan Contoh Soal

Posted on

Pengertian elastisitas dan hukum hooke serta dilengkapi dengan penyebab, dampak hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.

elastisitas dan hukum hooke

Apakah kalian pernah bermain plastisin atau lilin? Plastisin adalah benda padat. Saat kalian menekan atau memberi gaya pada plastisin tersebut, bentuknya akan berubah menjadi pipih.

Namun berbeda jika kalian bermain bola karet. Walaupun kalian sudah menekannya, ukurannya akan kembali seperti semula. Mirip dengan per yang kalian tarik atau tekan yang akan kembali ke bentuk semula. Hal ini karena bola karet dan per mempunyai elastisitas.

Pengertian

Elastis atau Elastisitas merupakan kemampuan sebuah benda untuk kembali ke kondisi awalnya saat gaya yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Contoh benda elastis adalah pegas.

Selain bersifat elastis, pegas pun bisa berubah menjadi bersifat plastis apabila ditarik dengan gaya yang besar melewati batas elastisnya. Apabila pegas sudah menjadi plastis anda pasti tahu bahwa pegas tersebut sudah rusak.

Dalam elastisitas, ada hukum Hooke yang menyatakan bahwa “jika gaya yang diberikan pada sebuah pegas tidak melebihi batas elastisitasnya, pertambahan panjang pegas akan berbanding lurus dengan gaya yang diberikan tersebut”.

Dalam kehidupan sehari hari sebenarnya kita sering melihat fenomena elastisitas dan hokum hooke ini. Kita akan membahas kejadian pada pegas motor. Disinilah penerapan dari hokum hooke.

Kita akan mendesain shockbreaker motor berdasarkan medan yang akan dilalui motor tersebut. Jadi kita akan mendesain shockbreaker motor yang mempunyai konstanta pegas rendah pada daerah perkotaan dimana shockbreaker motor akan terasa empuk dan nyaman akan tetapi tidak terlalu memantul.

Sedangkan pada kondisi jalan terjal seperti pada motor cross kita pasti akan mendesain shockbreaker motor tersebut dengan konstanta yang besar dengan tujuan motor akan terasa empuk dan nyaman pula.

Rumus

Setelah mengetahui definisi elastisitas dan hukum hooke di atas, kita dapat menuliskan persamaan hokum hooke secara matematis sebagai berikut:

F = – k Δx

Dimana :

  • F = Gaya pegas (N)
  • k = Koefisien pegas (N/m)
  • Δx = Perubahan panjang pegas (m)

Contoh Soal

Soal 1

Sebuah potongan mempunyai konstanta pegas sebesar 200 N/m dan panjang pegasnya 50 cm, dipotong menjadi 2 bagian yang sama. Apabila potongan pegas itu ditarik dengan gaya 40 N, maka Perubahan panjang pegas yang terjadi jika disusun secara paralel adalah …

Diketahui :

x= 50 cm

k = 200 N/m

F = 40 N

Dipotong sama panjang

Penyelesaian :

k = k1 + k2

k = 200 + 200

k = 400 N/m

F = k Δx

40 = 400 Δx

Δx = 0.1 m

Δx = 10cm

Jadi perubahan panjang pegas jika disusun secara paralel adalah 10 cm.

Soal 2

Suatu usaha sebesar 0.16J dilakukan untuk meregangkan sebuah pegas sebesar 4 cm. Maka gaya yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas sebesar 8 cm adalah….

Diketahui :

x1 = 4 cm = 0.04 m

W = 0.16 J

X2 = 8 cm = 0.08 m

Penyelesaian :

W = ½ k x1²
0,16 = ½ k (0,04)²
0,16 = ½ k 0,0016
0,32 = k 0,0016
k = 0,32 / 0,0016
k = 200 N/m
maka,

F = k x2
F = 200 0,08
F = 16 N

Jadi gaya yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas 8 cm sebesar 16 N