Selamat datang di softilmu, blog sederhana yang menyebarkan ilmu pengetahuan dengan penuh keikhlasan, kali ini kami akan membuatkan ilmu wacana Hukum Hooke dan Elastisitas. Beberapa poin utama yang hendak kami bahas ialah Pengertian Hukum Hooke dan Elastisitas, Konsep Hukum Hooke dan Elastisitas, Besaran dan Formula dalam Hukum Hooke dan Elastisitas,
A. PENGERTIAN HUKUM HOOKE DAN ELASTISITAS
Hukum Hooke dan elastisitas merupakan dua ungkapan yang saling berkaitan. Untuk mengerti arti kata elastisitas, banyak orang menganalogikan ungkapan tersebut dengan benda-benda yang yang dibuat dari karet, walaupun intinya tidak semua benda dengan bahan dasar karet bersifat elastis. Kita ambil dua teladan karet gelang dan peren karet. Jika karet gelang tersebut ditarik, maka panjangnya akan terus bertambah hingga batas tertentu. Kemudian, jika tarikan dilepaskan panjang karet gelang akan kembali seperti semula. Berbeda halnya dengan permen karet, Jika ditarik panjangnya akan terus bertambah hingga batas tertentu tapi kalau tarikan dilepaskan panjang permen karet tidak akan kembali seperti semula. Hal ini dapat terjadi karena karet gelang bersifat elastis sedangkan permen karet bersifat plastis. Namun, bila karet gelang ditarik terus menerus adakalanya bentuk kareng gelang tidak kembali seperti semula yang artinya sifat elastisnya telah hilang. Sehingga diperlu tingkat kejelian yang tinggi untuk menggolongkan mana benda yang bersifat lentur dan plastis.
Makara, mampu disimpulkan bahwa elastisitas yakni kesanggupan sebuah benda untuk kembali ke bentuk permulaan setelah gaya pada benda tersebut dihilangkan. Keadaan dimana suatu benda tidak dapat lagi kembali ke bentuk semula balasan gaya yang diberikan terhadap benda terlalu besar disebut selaku batas elastis. Sedangkan hukum Hooke merupakan pemikiran yang diperkenalkan oleh Robert Hooke yang mengusut kekerabatan antar gaya yang bekerja pada sebuah pegas/benda elastis yang lain biar benda tersebut mampu kembali ke bentuk semua atau tidak melampaui batas elastisitasnya.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa Hukum Hooke mengkaji jumlah gaya maksimum yang dapat diberikan pada sebuah benda yang sifatnya lentur (seringnya pegas) biar tidak melwati batas elastisnya dan menghilangkan sifat elastis benda tersebut.
B. KONSEP HUKUM HOOKE DAN ELASTISITAS
Bunyi Hukum Hooke adalah “Jika gaya tarik yang diberikan pada suatu pegas tidak melebihi batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus/seimbang dengan gaya tariknya”.
Jika gaya yang diberikan melebihi batas elastisitas, maka benda tidak mampu kembali ke bentuk semula dan jika gaya yang diberikan jumlahnya terus meningkat maka benda dapat rusak. Dengan kata lain, hukum Hooke hanya berlaku sampai batas elastisitas.
Dari gagasan tersebut mampu disimpulkan bahwa konsep aturan Hooke ini menerangkan tentang kekerabatan antara gaya yang diberikan pada suatu pegas ditinjau dari pertambahan panjang yang dialami oleh pegas tersebut. Besarnya perbandingan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas yakni konstan. Fenomena ini dapat lebih gampang dimengerti dengan memperhatikan gambar grafik berikut ini.
Gambar 1, menjelaskan sebenarnya bila pegas ditarik ke kanan maka pegas akan meregang dan bertambah panjang. Jika gaya tarik yang diberikan pada pegas tidak terlampau besar, maka pertambahan panjang pegas seimbang dengan besarnya gaya tarik. Dengan kata lain, kian besar gaya tarik, makin besar pertambahan panjang pegas.
Pada Gambar 2, digambarkan bahwa kemiringan grafik sama besar yang menunjukkan perbandingan besar gaya tarik kepada pertambahan panjang pegas bernilai konstan. Hal ini menggambarkan sifat kekakuan dari suatu pegas yang dikenal sebagai ketetapan pegas. Secara matematis aturan Hooke dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
F = Gaya luar yang diberikan (N)
k = Konstanta pegas (N/m)
Δx = Pertanbahan panjang pegas dari posisi normalnya (m)
C. BESARAN DAN RUMUS DALAM HUKUM HOOKE DAN ELASTISITAS
1. Tegangan
Tegangan merupakan kondisi dimana sebuah benda mengalami pertambahan panjang saat suatu benda diberi gaya pada salah satu ujungnya sedangkan ujung lainnya ditahan. Contohnya, misal seutas kawat dengan luas penampang x m2, dengan panjang mula-mula x meter ditarik dengan gaya sebesar N pada salah satu ujungnya sedangkan pada ujung lainnya ditahan maka kawat akan mengalami pertambahan panjang sebesar x meter. Fenomena ini membuktikan suatu tegangan yang mana dalam fisika disimbolkan dengan σ dan secara matematis mampu ditulis mirip berikut ini.
Keterangan:
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
2. Regangan
Regangan ialah perbandingan antara pertambahan panjang kawat dalam x meter dengan panjang awal kawat dalam x meter. Regangan mampu terjadi dikarenakan gaya yang diberikan pada benda ataupun kawat tersebut dihilangkan, sehingga kawat kembali ke bentuk awal.
Hubungan ini secara matematis mampu dituliskan seperti dibawah ini.
Keterangan:
e = Regangan
ΔL = Pertambahan panjang (m)
Lo = Panjang mula-mula (m)
Sesuai dengan persamaan di atas, regangan (e) tidak memiliki satuan dikarenakan pertambahan panjang (ΔL) dan panjang awal (Lo) yaitu besaran dengan satuan yang sama
3. Modulus Elastisitas (Modulus Young)
Dalam fisika, modulus elastisitas disimbolkan dengan E. Modulus elastisitas menggambarkan perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami materi. Dengan kata lain, modulus lentur seimbang dengan tegangan dan berbanding terbalik regangan.
Keterangan:
E = Modulus elastisitas (N/m)
e = Regangan
σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
4. Mampatan
Mampatan merupakan sebuah kondisi yang hampir serupa dengan regangan. Perbedaannya terletak pada arah perpindahan molekul benda sehabis diberi gaya. Berbeda halnya pada regangan dimana molekul benda akan terdorong keluar setelah diberi gaya. Pada mampatan, setelah diberi gaya, molekul benda akan terdorong ke dalam (memampat).
5. Hubungan Antara Gaya Tarik dan Modulus Elastisitas
Jika ditulis secara matematis, korelasi antara gaya tarik dan modulus elastisitas meliputi:
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)
6. Hukum Hooke
Hukum Hooke menyatakan bahwa “kalau gaya tari tidak melebihi batas lentur pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya”. Secara matematis ditulis selaku berikut.
Keterangan:
F = Gaya luar yang diberikan (N)
k = Konstanta pegas (N/m)
Δx = Pertanbahan panjang pegas dari posisi normalnya (m)
Hukum Hooke untuk Susuna Pegas
6a. Susunan Seri
Apabila dua buah pegas yang mempunyai tetapan pegas yang sama dirangkaikan secara seri, maka panjang pegas menjadi 2x. Oleh sebab itu, persamaan pegasnya yakni:
Keterangan:
Ks = Persamaan pegas
k = Konstanta pegas (N/m)
Sedangkan persamaan untuk n pegas yang tetapannya dan disusun seri ditulis mirip berikut ini.
Keterangan:
n = Jumlah pegas
6b. Susunan Paralel
Apabila pegas disusun secara paralel, panjang pegas akan tetap mirip semula, sedangkan luas penampangnya menjadi lebih 2x dari semula bila pegas disusun 2 buah. Adapun persamaan pegas untuk dua pegas yang disusun secara paralel, yakni:
Keterangan:
Kp = Persamaan pegas susunan paralel
k = Konstanta pegas (N/m)
Sedangkan persamaan untuk n pegas yang tetapannya sama dan disusun secara paralel, akan dihasilkan pegas yang lebih berpengaruh karena tetapan pegasnya menjadi lebih besar. Persamaan pegasnya mampu ditulis sebagai berikut.
Keterangan:
n = Jumlah pegas
D. APLIKASI HUKUM HOOKE
Dalam pengaplikasian aturan Hooke sangat berhubungan dekat dengan benda benda yang prinsip kerjanya menggunakan pegas dan yang bersifat elastis. Prinsip hukum Hooke telah diterapkan pada beberapa benda-benda berikut ini.
- Mikroskop yang berfungsi untuk menyaksikan jasad-jasad renik yang sungguh kecil yang tidak mampu dilihat oleh mata telanjang
- Teleskop yang berfungsi untuk menyaksikan benda-beda yang letaknya jauh agar tampak bersahabat, mirip benda luar angkasa
- Alat pengukur percepatan gravitasi bumi
- Jam yang memakai peer sebagaipengatur 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, pemikiran Hooke memberi dampak faktual terhadap mutu hidup maunsia.
Nah itulah postingan kami kali ini tentang Hukum Hooke dan Elastisitas. Semoga mampu berfaedah. Apabila masih ada yang belum diketahui, silahkan sobat tanyakan lewat kotak komentar, kami akan berusaha menanggapi dengan segera dan sempurna. Terimakasih telah berkunjung di softilmu, jangan lupa follow, dan komentarnya ya