Contoh Soal Gaya Pegas

Dalam kegiatan sehari-hari, tentunya kita hampir setiap saat melihat maupun melakukan kegiatan yang terdapat sebuah gaya pegas, hanya saja kita tidak menyadarinya. Salah satu contoh sederhana gaya pegas yaitu gerakan peer pada jam. Sistem kerja peer tersebutlah yang membuat jam dapat berputar dan menunjukkan waktu yang sesuai. Lalu apa itu Gaya Pegas? Kita simak penjelasan dibawah ini tentang Pengertian Gaya Pegas, Rumus dan Contoh Soal lengkap dengan informasi lainnya terkait dengan gaya pegas.

Pengertian Gaya Pegas

Gaya pegas sering disebut dengan gaya elastis atau karet karena gaya pegas memiliki bentuk yang dapat berubah menjadi lebih panjang dari bentuk semula. Padahal kenyataanya, pegas dihasilkan dari benda dengan bahan logam dan tidak memiliki kelenturan. Hanya saja karena adanya gaya yang dihasilkan itulah, benda berbahan logam menjadi bersifat elastis.

Dalam ilmu fisika, gaya pegas disebut dengan istilah
Hukum Hooke.

Hukum Hooke
merupakan sebuah ilmu yang mengkaji jumlah gaya maksimum yang diberikan pada sebuah benda yang bersifat elastis (sifat elastis sering dimiliki oleg pegas) agar tidak dapat melewati batas elasitas yang dapat menyebabkan benda tersebut kehilangan sifat elasisnya.

Baca Juga
:
Hukum Hooke

Lalu, Bagaimana bunyi Hukum Hooke?

Bunyi Hukum Hooke

“Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah benda pegas tidak melebihi batas elastisnya, maka pertambahan panjang benda yang terjadi menjadi sebanding dengan gaya tarik yang diberikan”.

Timbulnya gaya pegas dikarenakan adanya sifat elastik, sifat lenting pegas atau karet gelang. Sifat elastik tersebut dimiliki oleh benda yang jika diubah bentuknya dan kemudian dilepaskan kembali maka bentuk benda tersebut akan kembali ke bentuk asal atau bentuk semula.

Karena gaya pegas disebabkan oleh sifat elastik maka gaya pegas disebut juga dengan gaya elastik atau gaya lenting.

Gaya pegas terjadi pada benda-benda lenting yang bentuknya diubah, misalnya gaya pegas yang muncul pada bambu yang dibengkokkan atau busur panah yang ditarik. Dibawah ini beberapa contoh benda yang memiliki gaya pegas.

Contoh Benda Memiliki Gaya Pegas

Gaya pegas yang terjadi belum tentu karena benda memiliki sifat elastis, berikut ini beberapa contoh benda yang memiliki gaya pegas dan digunakan dalam kebutuhan sehari-hari, antaralain:

• Jam kasa memiliki nilai gaya pegas yang berfungsi untuk memberikan informasi lokasi kapal pada saat berada di tengah laut.
• Sambungan komponen persneling pada kendaraan memanfaatkan gaya pegas untuk dapat bekerja dengan baik.
• Teleskop memiliki sistem kerja yang dapat digunakan untuk melihat benda luar angkasa agat terlihat lebih dekat.
• Mikrosop berfungsi untuk melihat benda atau komponen kecil yang tak tampak kasat mata.
• Ayunan juga menerapkan sistem gaya pegas.
• Alat ukur gravitasi bumi juga menggunakan pegas.

Rumus Gaya Pegas

Gaya pegas didefinisikan dalam hukum hooke. Hukum hooke juga dihitung dan mendapat angka untuk mendefinisikan gaya tersebut. Berikut ini penulisan sistematis rumus gaya pegas:

F = k.ten

Keterangan:

F = gaya yang diberikan pada suatu pegas (N)

k = konstanta yang dimiliki pegas (Northward/1000)

x = pertambahan panjang pegas akibat dari gaya (1000)

Secara matematis, hukum Hooke ini dinyatakan sebagai berikut:

F = k.Δx

Keterangan:

F : Gaya Berat atau Gaya Pegas atau Gaya yg Bekerja pada Pegas

thou : Konstanta Pegas

Δx: Pertambahan Panjang

Baca Juga :
Materi Gaya Gesek

Konstanta Pegas

Konstanta pegas merupakan sebuah karakteristik dari pegas yang di definisikan sebagai rasio dari gaya yang bekerja pada pegas terhadap perubahan pegas yang dihasilkan.

Selain dengan rumus pegas diatas, berikut ini fenomena-fenomena dari pegas yang secara sistematis ditulisakan dengan berbagai rumus dibawah ini:

1. Tegangan

Tegangan adalah keadaan dimana sebuah benda mengalami pertambahan panjang akibat gaya yang diberikan pasa salah satu ujungnya. Berikut rumus yang digunakan:

σ = F/A

Keterangan:


F : gaya (N)

σ : tegangan (N/m2 atau Pa)

A :luas penampang (m2)

2. Modus Elastisitas

Perbedaan antara regangan dan tegangan yang dialami sebuah benda yang disebut dengan modus elastisitas. Rumus yang digunakan yaitu:

E = σ/east

Keterangan:


σ = tegangan (Due north/m2 atau Pa)

E = modulus elastisitas (N/m)

e = regangan

three. Regangan

Perbandingan antar panjang awal benda dengan pertambahan panjang disebut dengan Regangan. Hal ini terjadi karena gaya yang diberikan atau dihilangkan pada sebuah benda. Rumus yang digunakan sebagai berikut:

due east = ΔL/ L
_o

Keterangan:
due east = regangan
L_o
= panjang mula-mula (chiliad)
ΔL = pertambahan panjang (m)

4. Hubungan Gaya Tarik Dengan Modulus Immature

Hubungan gaya tarik dan modulus Young secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

E = σ/eastward

Due east = (F/A)/( ∆L/L_o)

E = F/A = E ∆L/L_o

Keterangan:

East = modulus elastisitas (N/m)

e = regangan

σ = tegangan (N/m2 atau Pa)

A = luas penampang (m2)

∆L = pertambahan panjang (grand)

Fifty_o
= panjan awal (m)

5. Mampatan

Mampatan adalah kondisi yang mirip dengan regangan, perbedaannya hanya pada arah perpindahan yang terjadi setelah gaya yang diberikan pada sebuah benda. Pada saat mampatan diberikan gaya, maka molekul sebuah benda akan bergeser ke dalam. Kondisi ini membuat benda kembali merapat.

Baca Juga :
Materi Gelombang Elektromagnetik

Energi Potensial Pegas

Pegas yang diberi gaya tarik atau gaya tekan akan memiliki energi potensial. Sifat elastis pada pegas membuat energi potensial bergantung pada besar gaya yang diberikan untuk meregangkan sebuah benda.

Perhatikan pada gambar dibawah ini. Usaha yang dilakukan pada Gaya F untuk menarik sebuah pegas sehingga bertambah panjang sebesar 10 besarnya sama dengan perubahan energi potensial dari pegas.

Bagian gambar yang terarsir merupakan usaha sama dengan perubahan energi potensial. Maka rumus yang digunakan untuk menghitung energi potensial adalah sebagai berikut:

Ep = ½ one thousand Δx2

Keterangan :
Thou = konstanta pegas (Northward/m)

Ep = energi potensial pegas (J)

Δx = pertambahan panjang pegas (yard)

Rangkaian Pegas

Pegas juga memiliki rangkaian yang disebut dengan rangkaian pegas. Bentuk dari rangkaian pegas akan menentukan nilai konstanta pegas total yang nantikan dapat menentukan nilai dari gaya pegas itu sendiri. Pegas memiliki 2 model rangkaian yaitu Rangkaian Pegas Seri dan Rangkaian Pegas paralel, berikut penjelasannya:

Baca Juga : Hukum Coulomb

Rangkaian Pegas Seri

Jika terdapat dua pegas dnegan tetapan yang sama disusun seri, maka panjang pegas akan menjadi 2x lipat, sehingga penulisan rumus secara sistematis adalah sebagai berikut:

K_{due south} = ½ thousand

Sedangkan persamaan untuk n pegas yang disusun seri adalah sebagai berikut:

Thou_s
= k/n

Keterangan :


K_s
= persamaan pegas

thousand = konstanta pegas (N/g)

n = jumlah pegas

Rangkaian Pegas paralel

Jika pegas disusun paralel, maka panjang pegas akan tetap sama dengan panjang pegas semula, akan tetapi luas penampangnya akan lebih besar sehingga penulisan rumus secara sistematis adalah sebagai berikut:

Yard_p
= 2k

Sedangkan persamaan north untuk pegas yang disusun secara paralel adalah sebagai berikut

1000_p
= n.grand

Keterangan:

K_p= persamaan pegas susunan paralel

k = konstanta pegas (North/m)

n = jumlah pegas

Baca Juga : Hukum Pascal

Untuk lebih jelasnya, simak contoh soal dibawah ini.

Contoh Soal Gaya Pegas

1. Setelah diberi gaya sebuah pegas memiliki panjang l cm. bila pegas tersebut memiliki kontanta sebesar 600 N.m-1. Maka berapa gaya yang diberikan pada pegas ?

Penyelesaian:
Diketahui

ten = fifty cm = 0,5 m
k = 600 N.m‾¹

Ditanya : F ?

Jawab:
F = chiliad.x
F = 600 Due north.thou‾¹ x (0,v thou)
F = 300 N

2. Diketahui terdapat 3 pegas dengan nilai konstanta sebagai berikut, pegas A 100 N/1000, pegas B 200 N/one thousand dan pegaa C 300 Due north/one thousand. Tentukanlah nilai konstanta penggantinya.

Penyelesaian:
Diketahui:

k1 = 100 N/chiliad
k2 = 200 Due north/m
k3 = 300 N/m

Ditanya: ks ?

Jawab:
1/ks = 1/k1 + ane/k2 + one/k3
1/ks = i/100 + 1/200 + 1/300
one/ks = (3+ii+1)/300
1/ks = half dozen/300
ks = 300/6
ks = fifty N/m

iii. Sebuah pegas membutuhkan gaya v N untuk memampatkannya dari panjang 50 cm menjadi 45 cm. Hitunglah konstanta pegas, yard

Penyelesaian:
Diketahui:

F = 5 N
Δx = l-45= v cm

Ditanya: K ?

Jawab:
F = k.Δx
5 = k. 5
grand = 5/five
k = i Due north/cm = 0,01 N/chiliad

Demikian artikel mengenai
Materi Gaya Pegas.
Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran
Ilmu Pengetahuan Alam.