Hukum Hooke – Setelah sebelumnya Contoh Soal.com membahas materi wacana Bilangan Prima 1-100. Maka dipertemuan kali ContohSoal.com akan membicarakan materi tentang aturan hooke beserta pengertian, suara, teori, aplikasi, rumus, satuan & acuan soal. Untuk lebih lengkapnya simak ulasan dibawah ini.
Daftar Isi
Pengertian Hukum Hooke
Hukum Hooke ialah merupakan suatu kekerabatan antara gaya F yg mengendorkan suatu pegas dgn pertambahan panjang pegas (Δx), di daerah batas elastisitas pegas.
Hukum Hooke & elastisitas ialah dua perumpamaan yg saling berkaitan. Bagi memahami makna kata elastisitas, tidak sedikit orang menganalogikan ungkapan itu dgn benda yg tercipta dr karet, meskipun pada dasarnya tak seluruh benda dgn materi dasar karet memiliki sifat elastis. Kita ambil dua misal karet gelang & peren karet.
Jika karet gelang itu ditarik, maka panjangnya bakal terus bertambah hingga batas tertentu. Kemudian, bilamana tarikan dicungkil panjang karet gelang bakal kembali laksana semula. Berbeda halnya dgn permen karet,
Jika ditarik panjangnya bakal terus meningkat hingga batas tertentu tetapi bilamana tarikan dicungkil panjang permen karet tak bakal kembali laksana semula. Hal ini bisa terjadi sebab karet gelang memiliki sifat lentur sementara permen karet memiliki sifat plastis.
Sedangkan hukum Hooke merupakan tawaran yg diperkenalkan oleh Robert Hooke yg menginvestigasi korelasi antar gaya yg melakukan pekerjaan pada suatu pegas/benda lentur lainnya biar benda tersebut mampu kembali ke format semua atau tak mendahului batas elastisitasnya.
Dengan demikian, dapat ditentukan bahwa Hukum Hooke mengkaji jumlah gaya maksimum yg dapat diserahkan pada suatu benda yg sifatnya lentur (seringnya pegas) supaya tak melwati batas elastisnya & menetralisir sifat lentur benda tersebut.
Aplikasi Hukum Hooke
Pada dikala mengaplikasikan hukum Hooke berhubungan erat dgn benda benda yg prinsip kerjanya memakai pegas & yg bersifat lentur. Simak berikut ini prinsip aturan Hooke?
- Mikroskop yg fungsinya untuk melihat jasad-jasad renik yg sungguh kecil yg tak bisa dilihat oleh mata telanjang
- Teleskop yg fungsinya untuk melihat benda-beda yg letaknya jauh biar terlihat bersahabat, seperti benda luar angkasa
- Alat pengukur percepatan gravitasi bumi
- Jam yg memakai peer selaku pengatur waktu
- Jam kasa atau kronometer yg dimanfaatkan untuk memilih garis atau kedudukan kapal yg berada di laut
- Sambungan tongkat-tongkat persneling kendaraan baik sepeda motor maupun kendaraan beroda empat
- Ayunan pegas
Beberapa benda yg sudah disebutkan diatas memiliki peranan penting dlm kehidupan manusia. Dengan kata lain, ide Hooke memberi efek positif kepada kualitas hidup maunsia.
Bunyi Hukum Hooke
Untuk bunyi Hukum Hooke merupakan bahwa besarnya gaya yg bekerja pada benda sepadan dgn pertambahan panjang bendanya. Tentu hal ini berlaku padan beda yg lentur (dapat merenggang).
|
Rumus |
F = k . x |
Keterangan:
- F = gaya yg bekerja pada pegas (N)
- k = konstanta pegas (N/m)
- x = pertambahan panjang pegas (m)
Rumus Hukum Hooke
Tegangan
Tegangan merupakan suatu keadaan dimana suatu benda mengalami pertambahan panjang tatkala sebuah benda diberi gaya pada salah satu ujungnya sedangkan ujung lainnya ditahan.
Misalnya. pada kawat dgn luas penampang x m2, dgn panjang mula-mula x meter ditarik
dengan besaran gaya N pada ujungnya sedangkan pada ujung yg lain ditahan maka kawat akan mengalami pertambahan panjang sebesar x meter.
Dengan fenomena ini mengambarkan bahwa pada suatu tegangan dlm fisika disimbolkan dgn σ & dengan-cara matematis bisa ditulis seperti berikut ini.
|
Rumus |
σ = F / A |
Keterangan:
- F = Gaya (N)
- A = Luas penampang (m2)
- σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
Regangan
Regangan merupakan suatu perbandingan antara pertambahan panjang kawat dlm x meter dgn panjang permulaan kawat dlm x meter. Pada regangan ini dapat terjadi disebab kan oleh sebuah gaya yg diberikan pada benda ataupun kawat tersebut dihilangkan, sehingga kawat kembali ke bentuk awal.
Hubungan ini dengan-cara matematis mampu dituliskan seperti berikut ini :
|
Rumus |
e = ΔL / Lo |
Keterangan:
- e = Regangan
- ΔL = Pertambahan panjang (m)
- Lo = Panjang mula-mula (m)
Kemudian dgn persamaan di atas, maka pada regangan (e) tak mempunyai satuan disebabkan oleh pertambahan panjang (ΔL) & panjang awal (Lo) ialah besaran dgn satuan yg sama.
Modulus Elastisitas (Modulus Young)
Dalam fisika, modulus elastisitas disimbolkan dgn E. Modulus elastisitas menggambarkan suatu perbandingan antara tegangan dgn regangan yg dialami bahan.
|
Rumus |
E = σ / e |
Keterangan:
- E = Modulus elastisitas (N/m)
- e = Regangan
- σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
Mampatan
Mampatan merupakan suatu kondisi yg nyaris serupa dgn regangan. Perbedaannya terletak pada arah perpindahan molekul benda sehabis diberi gaya.
Berbeda halnya pada regangan dimana molekul benda akan terdorong keluar sesudah diberi gaya. Pada mampatan, setelah diberi gaya, molekul benda akan terdorong ke dlm (memampat).
Hubungan Antara Gaya Tarik & Modulus Elastisitas
Apabila ditulis dengan-cara matematis, maka kekerabatan antara gaya tarik & modulus elastisitas mencakup:
|
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 dr Hukum Hookeyakni bahwa “apabila pada gaya tarik tak melebihi batas elastis pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dgn gaya tariknya”.
|
Rumus |
F = – k . Δx |
Keterangan:
- F = Gaya luar yg diberikan (N)
- k = Konstanta pegas (N/m)
- Δx = Panjang pegas dr posisi normalnya (m)
Susunan Seri
Apabila dua buah pegas yg memiliki tetapan pegas yg sama dirangkaikan dengan-cara seri, maka panjang pegas menjadi 2x. Maka oleh sebab itu, persamaan pegasnya ialah selaku berikut :
|
Rumus |
Ks = ¹/² K |
Keterangan:
- Ks = Persamaan pegas
- k = Konstanta pegas (N/m)
Namun dlm persamaan pada n pegas yg tetapannya & disusun seri ditulis seperti berikut ini.
|
Rumus |
Ks = k/n |
Keterangan:
- n = Jumlah pegas
Susunan Paralel
Apabila pegas disusun dengan-cara paralel, panjang pegas akan tetap seperti semula, sedangkan luas penampangnya menjadi lebih 2x dr semula kalau pegas disusun 2 buah.
|
Rumus |
Kp = 2K |
Keterangan :
- Kp = Persamaan pegas susunan paralel
- k = Konstanta pegas (N/m)
Namun dlm persamaan untuk n pegas disusun dengan-cara paralel, maka akan dihasilkan pegas yg lebih berpengaruh lantaran tetapan pegasnya menjadi lebih besar. Persamaan pegasnya mampu ditulis selaku 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 NKaprikornus gaya yg diberikan pada pegas tersebut merupakan 100 Newton.
Contoh Soal 2
Pada suatu pegas yg digantung dengan-cara vertikal dgn 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, & 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
Makara, besarnya tetapan pegas pada kawat ialah 500 N, & panjang kawat sesudah diberi beban ialah 1,02 m.
Demikianlah materi pembahasan kali ini, mengenai aturan hooke, mudah-mudahan postingan ini berguna bagi sobat semua.
Artikel Lainnya: