Materi dan pembahasan soal elastisitas dan hukum Hooke

MATERI ELASTISITAS DAN HUKUM HOOKE

TEGANGAN (STRESS)

Adalah hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampang A.
Rumus tegangan (stress)

REGANGAN (STRAIN)

Adalah hasil bagi antara pertambahan panjang ΔL dengan panjang awal L0.
Rumus regangan (strain)

MODULUS YOUNG

Adalah perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami bahan.
Rumus Modulus Young 

GAYA PEGAS DAN HUKUM HOOKE

Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, pertambahan panjang pegas (Δx) sebanding dengan gaya tariknya (F).

F = k . ∆x

ENERGI POTENSIAL PEGAS

RUMUS ENERGI POTENSIAL PEGAS

Keterangan:
Ep = energi potensial pegas (Joule).
F = gaya pegas (N).
∆x = x2 – x1 = pertambahan panjang (m).
k = konstanta pegas (N/m2).

SUSUNAN SERI PEGAS

RUMUS SUSUNAN SERI PEGAS 

SUSUNAN PARALEL PEGAS

RUMUS SUSUNAN PARALEL PEGAS

Keterangan:
ktot = konstanta gabungan pegas (N/m).
k1 = konstanta pegas pertama (N/m).
k2 = konstanta pegas kedua (N/m).
k3 = konstanta pegas ketiga (N/m).

SUSUNAN GABUNGAN PEGAS

SUSUNAN GABUNGAN PEGAS
Untuk menyelesaikan susunan gabungan:
a. Selesaikan terlebih dahulu susunan paralel dengan persamaan susunan paralel.
b. Selesaikan susunan seri dengan persamaan susunan seri.

PERIODE PEGAS DAN BANDUL

RuMUS PERIODE PEGAS DAN BANDUL

Keterangan:
T = periode (s).
m = massa benda (kg).
k = konstanta pegas (N/m).
l = panjang bandul (m).
g = percepatan gravitasi (10 m/s2).

Contoh soal elastisitas dan hukum Hooke dan pembahasan

Contoh soal Modulus Young

Sepotong kawat homogen panjangnya 140 cm dan luas penampangnya 2 mm2. Ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N, bertambah panjang 1 mm. Modulus elastik kawat bahan kawat tersebut adalah...
A.7 . 108 N/m2
B.7 . 109 N/m2
C.7 . 1010 N/m2
D.7 . 1011 N/m2
E.7 . 1012 N/m2

Contoh soal Modulus Young dan pembahasan

Contoh soal hukum Hooke dan pembahasan

Nomor 1
Gambar di bawah menunjukkan grafik hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang pegas (∆x).

Contoh soal menghitung konstanta pegas
Dari grafik tersebut konstanta pegas adalah...
A.100 N/m
B.200 N/m
C.300 N/m
D.500 N/m
E.5000 N/m

Pembahasan soal menentukan konstanta pegas

Nomor 2
Dalam suatu praktikum untuk menentukan konstanta suatu pegas diperoleh data sebagai berikut:
Data hasil percobaan gaya terhadap pertambahan panjang pegas
Jika F adalah gaya dan ∆x adalah pertambahan panjang pegas, maka konstanta pegas yang digunakan adalah...
A.100 N/m
B.200 N/m
C.300 N/m
D.400 N/m
E.500 N/m

Menghitung konstanta pegas

Nomor 3
Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberi gaya 30 N. Pertambahan panjang pegas jika diberi gaya 21 N adalah...
A.2 cm
B.3 cm
C.5 cm
D.6 cm
E.7 cm

Menghitung pertambahan panjang pegas

Contoh soal energi potensial pegas dan pembahasan

Nomor 1
Sebuah tali 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 . 10-2 joule
B.6,0 . 10-2 joule
C.4,5 . 10-2 joule
D.3,0 . 10-2 joule
E.1,5 . 10-2 joule

Menghitung energi potensial karet

Nomor 2
Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut:

Percobaan   F (N)   ∆x (cm)
1                 88        11
2                 64        8
3                 40        5

Energi potensial yang dihasilkan ketika pegas bertambah panjang 2 cm adalah...
A.0,32 J
B.0,16 J
C.0,08 J
D.0,06 J
E.0,04 J

Menghitung energi potensial pegas

Contoh soal susunan pegas dan pembahasan

Nomor 1
Tiga pegas identik dengan konstanta 1000 N/m disusun seperti gambar.
Contoh soal susunan seri pegas
Jika susunan pegas diberi beban sehingga bertambah panjang 6 cm, maka pertambahan panjang masing-masing pegas adalah..
Contoh soal susunan seri pegas

Pembahasan soal susunan seri pegas
Nomor 2
Tiga buah pegas disusun seperti gambar dibawah.
Contoh soal susunan gabungan pegas
Jika konstanta pegas k1 = k2 = 3 N/m dan k3 = 6 N/m, maka konstanta susunan pegas besarnya...
A.1 N/m
B.3 N/m
C.7,5 N/m
D.12 N/m
E.15 N/m

Menghitung konstanta gabungan susunan pegas
Nomor 3
Tiga buah pegas identik disusun seperti gambar.
Contoh soal susunan gabungan pegas
Jika massa beban 300 gram (g = 10 m/s2) digantung pada pegas k1 pegas bertambah panjang 4 cm. Besarnya konstanta susunan pegas adalah...
A.225 N/m
B.75 N/m
C.50 N/m
D.25 N/m
E.5 N/m

Menghitung konstanta total susunan gabungan pegas
Nomor 4
Tiga pegas identik masing-masing mempunyai konstanta 200 N/m tersusun seri paralel seperti gambar dibawah.
Contoh soal susunan gabungan pegas
Pada ujung bawah susunan pegas digantungi beban seberat w sehingga susunan pegas bertambah panjang 3 cm. Berat beban w adalah...
A.1 N
B.2 N
C.3 N
D.4 N
E.10 N

Menghitung gaya pegas yang bekerja pada susunan pegas

Soal-soal latihan elastisitas dan hukum Hooke

Nomor 1
Pegas yang panjangnya L digantungkan beban sedemikian sehingga diperoleh data sebagai berikut:
Berat beban                           2 N    3 N    4 N
Pertambahan panjang (cm)    0,50    0,75    1,0
Berdasarkan tabel tersebut, dapat disimpulkan besar konstanta pegas adalah...
A. 250 N/m
B. 360 N/m
C. 400 N/m
D. 450 N/m
E. 480 N/m

Nomor 2
Grafik hubungan antara gaya (F) terhadap penambahan panjang (Δx) suatu pegas ditunjukkan gambar dibawah.
Soal-soal latihan elastisitas dan hukum Hooke
Konstanta pegas yang digunakan adalah...
A.1000 N/m
B.900 N/m
C.800 N/m
D.700 N/m
E.600 N/m

Nomor 3
Grafik (F-x) menunjukkan hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas.
Soal-soal latihan elastisitas dan hukum Hooke
Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik di atas adalah...
A.20 joule
B.16 joule
C.3,2 joule
D.1,6 joule
E.1,2 joule

Nomor 4
Grafik dibawah menunjukkan hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang (Δx) sebuah pegas.
Soal-soal latihan elastisitas dan hukum Hooke
Energi potensial pegas pada saat mengalami pertambahan panjang 14 cm adalah...
A.11,2 joule
B.5,6 joule
C.1,12 joule
D.0,56 joule
E.0,112 joule

Nomor 5
Soal-soal latihan elastisitas dan hukum Hooke
Empat pegas identik masing-masing memiliki konstanta 300 N/m disusun seperti gambar!
Konstanta gabungan keempat pegas adalah...
A.150 N/m
B.225 N/m
C.300 N/m
D.900 N/m
E.1200 N/m

Tonton Yuk,
Video pembahasan soal gaya pegas 
Video pembahasan soal susunan pegas 
Video pembahasan soal energi potensial pegas 
Video pembahasan soal susunan seri pegas 
Video pembahasan soal modulus Young 

loading...
Ditulis oleh: Admin Hallo Blog Updated at : 05:39:00