* Elastisitas dan Hukum Hooke Dilengkapi Rumus dan Contoh Soalnya

Apa yang Dimaksud Elastisitas? Bagaimana Hubungannya dengan Hukum Hooke?

Blogdope.comApa yang dimaksud dengan elastisitas? Bagaimana hubungannya dengan hukum Hooke? Elastisitas erat kaitannya dengan fenomena merenggang dan mengerut yang terjadi pada suatu benda.

Elastisitas suatu benda memiliki sifat yang berbeda-beda. Hal ini bergantung pada bahan penyusunnya.

Selanjutnya, apa hubungan antara elastisitas dengan hukum Hooke?

Simak penjelasannya di bawah ini.

elastisitas benda
Teori Elastisitas dalam Fisika dan Hukum Hooke

Baca : Penjelasan Lengkap tentang Pengertian Energi Kinetik dan Rumus serta Contoh Soal

Pengertian Elastisitas dan Hukum Hooke

Sebelum kita membahas lebih jauh lagi tentang elastisitas dan hubungannya dengan hukum Hooke. Ada baiknya kita perjelas pengertian elastisitas itu sendiri.

Elastisitas adalah kemampuan benda untuk kembali ke bentuk semula setelah terkena gaya yang berasal dari luar.

Bahan penyusun suatu benda sangat mempengaruhi sifat elastisitas pada benda. Selain itu, sifat elastisitas benda juga memiliki batas kemampuan.

Batas kemampuan elastis suatu benda ini disebut dengan titik plastis. Jika titik plastis ini terus ditambah, maka benda akan mencapai titik patah.

Sebuah benda jika kita renggangkan sampai titik patah akan mengalami kejadian patah. Sedangkan benda yang kita renggangkan sampai titik plastis tidak akan kembali ke bentuk semula.

Perhatikan grafik hubungan gaya dengan pertambahan panjang di bawah ini.

hubungan gaya dengan pertambahan panjang
Gambar Hubungan Gaya dengan Pertambahan Panjang (sumber: rumuspintar.com)

Pembahasan tentang elastisitas tidak bisa lepas dari keberadaan hukum Hooke.

Baca Juga: 

Apakah yang Dimaksud Efek Fotolistrik? Bagaimana Rumus dan Contoh Soalnya yang Tepat?

Hukum Hooke tentang Elastisitas Benda

Pada prinsipnya, hukum Hooke adalah hukum yang membahas tentang peristiwa sebuah benda berada pada kondisi elastis.

Kondisi elastis sebuah benda dapat berupa benda pegas. Susunan pegas terbagi menjadi dua, yaitu susunan pegas seri dan pegas paralel.

Lalu apa perbedaan di antara keduanya?

1. Susunan Pegas Seri

Elastisitas sebuah benda pegas yang tersusun secara seri dapat digambarkan sebagai berikut.

Pegas Seri

Sedangkan persamaan pegas seri dapat dinotasikan dalam rumus

1/k = 1/k1 + 1/k2 + – – –
2. Susunan Pegas Paralel

Sedangkan elastisitas benda pegas yang disusun secara paralel tergambar pada ilustrasi berikut.

Pegas Paralel

Jika kita notasikan ke dalam rumus persamaan pegas paralel sebagai berikut.

k = k1 + k1 + – – –

Rumus Hukum Hooke

Persamaan matematis dari hukum Hooke dapat kita tuliskan dalam rumus berikut.

F = – k Δx

Dimana :

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

Artikel Fisika Lain: 

Pengertian dan Jenis Efek Doppler Lengkap dengan Rumus dan Contoh Soal

Fenomena Elastisitas dan Hukum Hooke dalam Kehidupan

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali contoh fenomena elastisitas dan hukum Hooke yang dapat kita temui.

Misalnya, peristiwa yang terjadi pada pegas motor atau peredam kejut pada motor.

Peredam kejut pada motor didesain berdasarkan medan yang dilalui oleh motor tersebut. Sehingga pada daerah perkotaan, peredam kejut dengan konstanta pegas rendah akan terasa empuk dan nyaman.

Sedangkan pada kondisi jalan terjal, maka desain peredam kejut akan memiliki konstanta besar. Sehingga motor menjadi terasa empuk dan nyaman meskipun gaya memantulnya besar.

Perhatikan uraian berikut.

Jalan Kota = aspal halus = F kecil

Maka dari persamaan F = – k Δx dimana Δx didesain tetap maka kita akan membuat nilai k kecil untuk menyesuaikan dengan gaya yang akan di dapat motor tersebut ketika berada di jalanan kota.

Jalanan Gunung = Jalan bergelombang = F besar

Maka dari persamaan F = – k Δx dimana Δx didesain tetap maka kita akan membuat nilai k besar untuk menyesuaikan dengan gaya yang akan di dapat motor tersebut ketika berada di jalanan kota.

Sumber: rumuspintar.com

Contoh Soal tentang Elastisitas dan Hukum Hooke

Soal 1

Sebuah potongan benda memiliki konstanta pegas sebesar 200 N/m dan panjang pegasnya 50 cm. Benda tersebut kemudian dipotong menjadi 2 bagian yang sama. Jika potongan pegas tersebut ditarik dengan gaya 40 N, maka perubahan panjang pegas yang terjadi jika disusun secara paralel adalah…

Pembahasan

Diketahui :

x= 50 cm

k = 200 N/m

F = 40 N

Dipotong sama panjang

Penyelesaian :

k = k1 + k2 = 200 + 200

= 400 N/m

F = k Δx

40 = 400 Δx

Δx = 0.1 m = 10cm

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

Soal 2

Untuk meregangkan pegas sebesar 4 cm dibutuhkan usaha sebesar 0.16J Tentukan gaya yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas sebesar 8 cm!

Penyelesaian:

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 = ½ k 0,0016
0,32 = k 0,0016
k = 0,32 / 0,0016 = 200 N/m
maka,

F = k x2
= 200 0,08 = 16 N

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

Nah, itulah paparan lengkap tentang elastisitas dan hukum hooke, serta rumus dan contoh soalnya yang tepat. Semoga dapat membantu Anda untuk mempelajari ilmu Fisika dengan lebih baik lagi.

Masih banyak pokok bahasan lain dalam Fisika. Tetap pantau update artikel Fisika selanjutnya di blogdope.com

Simak Materi Fisika Lainnya:

Akhirnya, admin ucapkan selamat belajar. Semoga sukses.

Terima kasih.

Leave a Reply