Hukum Hooke

Posted on June 5, 2016        Written by Ade

Pada masa yang sama ketika Isaac Newton hidup, ada seorang ilmuwan hebat lainnya yang juga memberi sumbangan yang berarti dalam bidang fisika. Ia adalah Robert Hooke, namanya memang tidak seterkenal Newton. Robert Hooke mempelajari banyak hal, tidak hanya fisika, ia juga mengembangkan mikroskop yang ia gunakan untuk mengamati hewan-hewan yang berukuran kecil.

hooke
Robert Hooke

Dalam bidang Fisika, Robert Hooke mempelajari tentang sifat ke-elastisitas-an benda. Menurut Hooke, pada benda yang elastis apabila dikenai oleh suatu gaya tarik (tekan) maka besar gaya yang bekerja tersebut berbanding lurus dengan perubahan panjang pada benda itu, secara matematis dapat dituliskan F = k.Δx.

hooke's_law
Percobaan dengan pegas

Ada sebuah percobaan sederhana yang dapat kita lakukan untuk mempelajari tentang sifat elastisitas suatu benda, yakni menggunakan pegas. Sebuah pegas kita gantungkan pada suatu tiang lalu diberi beban secara bertahap. Kita dapat mencatat bagaimana perubahan panjang pegas tersebut ketika diberi beban yang secara bertahap bertambah. Lalu, kita dapat menggambarkan suatu grafik antara gaya yang membebani pegas tersebut dengan perubahan panjang pegas.

elasticgraph
Grafik gaya terhadap perubahan panjang pegas. Kemiringan (gradient) grafik menyatakan konstanta pegas dan luas di bawah grafik menyatakan besar usaha untuk menekan atau menarik pegas tersebut.

Kita amati bahwa pada bagian awal dari grafik gaya dan perubahan panjang pegas tersebut adalah berupa suatu garis miring. Ada dua hal penting yang bisa kita dapati dari grafik ini. Pertama adalah konstanta (kekakuan) pegas, yakni kemiringan (gradient) dari grafik tersebut, k = F/Δx. Semakin besar nilai suatu konstanta pegas maka makin kaku pegas tersebut atau makin besar gaya yang dibutuhkan untuk menarik suatu perubahan panjang pada pegas itu. Hal penting yang kedua adalah, kita dapat menghitung besar energi yang tersimpan atau usaha yang digunakan untuk menarik/menekan pegas itu. Dimana energi/usaha tersebut didapat dengan menghitung besar luas (area) yang berada di bawah grafik gaya terhadap perubahan panjang pegas tadi. Oleh karena luas di bawah grafik tersebut berbentuk segitiga, maka besar dari usaha pegas atau energi yang tersimpan di dalam pegas ketika ditekan atau teregang sebesar Δx adalah sebesar ½.F.Δx atau ½.k.Δx².

Dalam menyelesaikan soal-soal yang berkaitan dengan benda bergerak yang melibatkan pegas, dimana pegas dapat tertekan oleh benda atau sebaliknya benda didorong oleh pegas, maka kita dapat menyelesaikan persoalan-persoalan ini dengan konsep usaha dan energi atau kekekalan energi mekanik.

Soal

1. Dua pegas A dan B diberi beban dan kemudian diukur perubahan panjangnya. Lalu pembebanan dan perubahan panjang pegas digambar ke dalam sebuah grafik. Manakah pegas yang lebih elastis (lebih mudah ditarik), A atau B

soal1

2. Seorang stuntman film Batman harus terjun dari suatu ketinggian. Sebagai pengaman, anggap di bawah tempat ia terjun ada sebuah pegas yang besar. Jika Batman terjun tanpa kecepatan awal dan dianggap tidak ada gesekan udara. Bagaimanakah ketinggian yang akan dicapai oleh Batman setelah terpental dari pegas. Apakah :
A. Lebih rendah dari ketinggian mula-mula.
B. Sama tinggi dengan ketinggian mula-mula.
C. Lebih tinggi dari ketinggian mula-mula

soal2

3. Sebuah balok bergerak dengan kelajuan v di sebuah lintasan licin, memasuki lintasan kasar dengan pegas di atasnya. Nah apabila balok menekan pegas lalu dipentalkan kembali ke bidang licin tadi, Apakah besar kelajuan balok yg terpental di bidang licin kemudian menjadi ?
A. Lebih besar dari v
B. Sama dengan v
C. Lebih kecil dari v

soal3

4. Sebuah pegas pada keadaan normal (tanpa teregang atau termampatkan) ditekan sejauh 2 cm dan kemudian dari kondisi normal ditarik 2 cm. Manakah yang memiliki energi potensial yang lebih besar ?
A. yang ditekan 2 cm dari keadaan normal
B. yang ditarik 2 cm dari keadaan normal
C. Sama besarnya.

soal4

5. Sebuah mobil modifikasi menggunakan 4 buah pegas yang identik pada keempat rodanya. Jika berat mobil 4000 N, maka semua pegas tadi akan tertekan sejauh 5 cm. Jika kita hanya menggunakan salah satu pegas yang sama untuk menahan berat mobil tadi, berapa jauhkan pegas ini akan tertekan ?

soal5

6. Untuk menyelamatkan Mary Jane, Spiderman harus melompat sejauh mungkin dari suatu gedung, ia menggunakan jaringnya sebagai alat bantu. Anggap, jaring Spiderman sebagai “pegas” dan elastis. Jika ia menarik jaring tadi sejauh 2 meter dan kemudian membuat tubuhnya terpental, ia akan jatuh pada jarak d = 50 meter. Nah, andai ia menarik jaringnya sejauh 4 meter dan kemudian ia terpental, berapakah jarak d yang dapat ia capai ? Anggap tidak ada gesekan udara.

soal6



Leave a Reply


Calendar

November 2017
M T W T F S S
« May    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

Support Us

Galileo To Einstein is entirely supported and maintained by generous people who are very passionate about education. We will always improve its service and keep it for free for

View details

Sitemap