Blogdope.com – Apa 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.
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.
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.
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.
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 :
x0 = 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:
- Penjelasan Lengkap tentang Besaran Pokok dan Turunan Serta Contoh Soal yang Tepat
- Penjelasan Lengkap Efek Compton dilengkapi dengan Rumus dan Contoh Soal
- Pengertian dan Jenis Rangkaian Listrik Lengkap dengan Rumus dan Contoh Soal
- Pengertian Arus Listrik Dilengkapi Pembahasan tentang Sifat, Jenis, Rumus, dan Contoh Soal
Akhirnya, admin ucapkan selamat belajar. Semoga sukses.
Terima kasih.