Hukum Hooke – Setelah sebelumnya Contoh Soal.co.id membahas materi tentang Bilangan Prima 1-100. Maka dipertemuan kali ContohSoal.co.id akan membahas materi wacana aturan hooke beserta pengertian, bunyi, teori, aplikasi, rumus, satuan dan pola soal. Untuk lebih lengkapnya simak ulasan dibawah ini.
Pengertian Hukum Hooke
Hukum Hooke yaitu merupakan suatu hubungan antara gaya F yang merenggangkan sebuah pegas dengan pertambahan panjang pegas (Δx), di tempat batas elastisitas pegas.
Hukum Hooke dan elastisitas yaitu dua istilah yang saling berkaitan. Bagi memahami makna kata elastisitas, tidak sedikit orang menganalogikan istilah itu dengan benda yang tercipta dari karet, meskipun intinya tidak seluruh benda dengan materi dasar karet memiliki sifat elastis. Kita ambil dua misal karet gelang dan peren karet.
Jika karet gelang itu ditarik, maka panjangnya bakal terus meningkat hingga batas tertentu. Kemudian, bilamana tarikan dicungkil panjang karet gelang bakal kembali laksana semula. Berbeda halnya dengan permen karet,
Jika ditarik panjangnya bakal terus meningkat hingga batas tertentu tapi bilamana tarikan dicungkil panjang permen karet tidak bakal kembali laksana semula. Hal ini sanggup terjadi lantaran karet gelang memiliki sifat lentur sementara permen karet memiliki sifat plastis.
Sedangkan aturan Hooke merupakan tawaran yang diperkenalkan oleh Robert Hooke yang menginvestigasi hubungan antar gaya yang bekerja pada suatu pegas/benda lentur lainnya supaya benda tersebut sanggup kembali ke format semua atau tidak mendahului batas elastisitasnya.
Dengan demikian, sanggup diputuskan bahwa Hukum Hooke mengkaji jumlah gaya maksimum yang sanggup diserahkan pada suatu benda yang sifatnya lentur (seringnya pegas) supaya tidak melwati batas elastisnya dan menghilangkan sifat lentur benda tersebut.
Aplikasi Hukum Hooke
Pada dikala mengaplikasikan aturan Hooke berkaitan erat dengan benda benda yang prinsip kerjanya menggunakan pegas dan yang bersifat elastis. Simak berikut ini prinsip aturan Hooke?
- Mikroskop yang fungsinya untuk melihat jasad-jasad renik yang sangat kecil yang tidak sanggup dilihat oleh mata telanjang
- Teleskop yang fungsinya untuk melihat benda-beda yang letaknya jauh supaya tampak dekat, menyerupai benda luar angkasa
- Alat pengukur percepatan gravitasi bumi
- Jam yang memakai peer sebagai pengatur waktu
- Jam kasa atau kronometer yang dimanfaatkan untuk memilih garis atau kedudukan kapal yang berada di laut
- Sambungan tongkat-tongkat persneling kendaraan baik sepeda motor maupun mobil
- Ayunan pegas
Beberapa benda yang sudah disebutkan diatas memiliki peranan penting dalam kehidupan manusia. Dengan kata lain, gagasan Hooke memberi dampak positif terhadap kualitas hidup maunsia.
Bunyi Hukum Hooke
Untuk suara Hukum Hooke yaitu bahwa besarnya gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan pertambahan panjang bendanya. Tentu hal ini berlaku padan beda yang lentur (dapat merenggang).
Rumus | F = k . x |
Keterangan:
- F = gaya yang bekerja pada pegas (N)
- k = konstanta pegas (N/m)
- x = pertambahan panjang pegas (m)
Rumus Hukum Hooke
Tegangan
Tegangan yaitu suatu keadaan dimana sebuah benda mengalami pertambahan panjang ketika sebuah benda diberi gaya pada salah satu ujungnya sedangkan ujung lainnya ditahan.
Misalnya. pada kawat dengan luas penampang x m2, dengan panjang mula-mula x meter ditarik
dengan besaran gaya N pada ujungnya sedangkan pada ujung yang lain ditahan maka kawat akan mengalami pertambahan panjang sebesar x meter.
Dengan fenomena ini membuktikan bahwa pada suatu tegangan dalam fisika disimbolkan dengan σ dan secara matematis sanggup ditulis menyerupai berikut ini.
Rumus | σ = F / A |
Keterangan:
- F = Gaya (N)
- A = Luas penampang (m2)
- σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
Regangan
Regangan yaitu suatu perbandingan antara pertambahan panjang kawat dalam x meter dengan panjang awal kawat dalam x meter. Pada regangan ini sanggup terjadi disebab kan oleh sebuah gaya yang diberikan pada benda ataupun kawat tersebut dihilangkan, sehingga kawat kembali ke bentuk awal.
Hubungan ini secara matematis sanggup dituliskan menyerupai berikut ini :
Rumus | e = ΔL / Lo |
Keterangan:
- e = Regangan
- ΔL = Pertambahan panjang (m)
- Lo = Panjang mula-mula (m)
Kemudian dengan persamaan di atas, maka pada regangan (e) tidak memiliki satuan disebabkan oleh pertambahan panjang (ΔL) dan panjang awal (Lo) yaitu besaran dengan satuan yang sama.
Modulus Elastisitas (Modulus Young)
Dalam fisika, modulus elastisitas disimbolkan dengan E. Modulus elastisitas menggambarkan suatu perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami bahan.
Rumus | E = σ / e |
Keterangan:
- E = Modulus elastisitas (N/m)
- e = Regangan
- σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
Mampatan
Mampatan yaitu suatu keadaan yang hampir serupa dengan regangan. Perbedaannya terletak pada arah perpindahan molekul benda setelah diberi gaya.
Berbeda halnya pada regangan dimana molekul benda akan terdorong keluar setelah diberi gaya. Pada mampatan, sesudah diberi gaya, molekul benda akan terdorong ke dalam (memampat).
Hubungan Antara Gaya Tarik dan Modulus Elastisitas
Apabila ditulis secara matematis, maka hubungan antara gaya tarik dan modulus elastisitas meliputi:
Rumus | E = σ / e = ( F/A) / (ΔL /Lo F/A = E ΔL /Lo |
Keterangan:
- F = Gaya (N)
- E = Modulus elastisitas (N/m)
- e = Regangan
- σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
- A = Luas penampang (m2)
- E = Modulus elastisitas (N/m)
- ΔL = Pertambahan panjang (m)
- Lo = Panjang mula-mula (m)
Hukum Hooke
Pernyataan dari Hukum Hookeyakni bahwa “apabila pada gaya tarik tidak melampaui batas lentur pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya”.
Rumus | F = – k . Δx |
Keterangan:
- F = Gaya luar yang diberikan (N)
- k = Konstanta pegas (N/m)
- Δx = Panjang pegas dari posisi normalnya (m)
Susunan Seri
Apabila dua buah pegas yang memiliki tetapan pegas yang sama dirangkaikan secara seri, maka panjang pegas menjadi 2x. Maka oleh lantaran itu, persamaan pegasnya yaitu sebagai berikut :
Rumus | Ks = ¹/² K |
Keterangan:
- Ks = Persamaan pegas
- k = Konstanta pegas (N/m)
Namun dalam persamaan pada n pegas yang tetapannya dan disusun seri ditulis menyerupai berikut ini.
Rumus | Ks = k/n |
Keterangan:
- n = Jumlah pegas
Susunan Paralel
Apabila pegas disusun secara paralel, panjang pegas akan tetap menyerupai semula, sedangkan luas penampangnya menjadi lebih 2x dari semula jika pegas disusun 2 buah.
Rumus | Kp = 2K |
Keterangan :
- Kp = Persamaan pegas susunan paralel
- k = Konstanta pegas (N/m)
Namun dalam persamaan untuk n pegas disusun secara paralel, maka akan dihasilkan pegas yang lebih berpengaruh lantaran tetapan pegasnya menjadi lebih besar. Persamaan pegasnya sanggup ditulis sebagai berikut.
Rumus | kp = nk |
Keterangan:
- n = Jumlah pegas
Contoh Soal Hukum Hooke
Contoh Soal 1
x = 0,25 m
k = 400 N/mditanya F….?JawabF = k . x
F = 400 N/m x 0,25 m
F = 100 NJadi gaya yang diberikan pada pegas tersebut yaitu 100 Newton.
Contoh Soal 2
Pada sebuah pegas yang digantung secara vertikal dengan panjang 80 cm. Dengan beban seberat 50 N digantungkan pada pegas tersebut, sehingga panjangnya bertambah jadi 90 cm.Maka berapakah besarnya nilai tetapan pegas? Apabila diberi beban sebesar 60 N, dan berapakan panjang pegas tersebut?
Diketahui:
- X0 = 80 cm = 0,8 m
- X1 = 90 cm = 0,9 m
- F1 = 50 N
- F2 = 60 N
Ditanyakan:
k?
X2?
Jawab:
- F = k ⧍x
- 50 N = k (0,1)
- k = 50/0,1
- k = 500
- ⧍x = F/k
- ⧍x = 60 N/500
- ⧍x = 0,12 m
- ⧍x = X2 – X1
- 0,12 = X2 – 0,9
- X2 = 1,02 m
Jadi, besarnya tetapan pegas pada kawat yaitu 500 N, dan panjang kawat setelah diberi beban yaitu 1,02 m.
Demikianlah materi pembahasan kali ini, mengenai aturan hooke, supaya artikel ini bermanfaat bagi teman semua.
Artikel Lainnya: