Berikut ini adalah pertanyaan dari fufuyunakahara pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas
Jawaban dan Penjelasan
Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.
Jawaban:a. Pertambahan panjang kawat tersebut adalah 0,318 mm,
b. Konstanta pegas kawat tersebut adalah 1,6 × 10⁵ N/m.
Penjelasan:Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya yang mengenai benda tersebut dihilangkan. Benda yang dapat kembali ke bentuk semula tersebut disebut benda elastis.
Tegangan (stress) adalah gaya yang bekerja pada luas penampang tertentu. Besar tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut.
σ = F / A
dengan
F = gaya (N)
A = luas penampang benda (m²)
σ = tegangan (N/m²)
Regangan (strain) adalah perubahan relatif benda yang mengalami tegangan. Regangan dapat dirumuskan sebagai berikut.
e = Δl / l₀
dengan
l₀ = panjang awal benda (m)
Δl = pertambahan panjang benda, l - l₀ (m)
e = regangan
Besarnya gaya yang bekerja pada luas penampang tertentu untuk meregangkan benda Modulus Elastisitas atau Modulus Young. Modulus Young merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan pada benda. Pernyataan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.
Y = σ / e
Y = (F/A) / (Δl/l₀)
Y = (F × l₀) / (A × Δl)
dengan
Y = modulus elastisitas atau modulus Young (N/m²)
Nilai Modulus Young menunjukkan tingkat elastisitas suatu benda. Semakin besar nilai Modulus Young, semakin besar pula tegangan yang diperlukan untuk meregangkan benda.
Diketahui
Diameter kawat, d = 2 mm = 2 × 10⁻³ m
Panjang kawat, l₀ = 4 m
Massa benda, m = 5 kg
Modulus Young, Y = 200 × 10⁹ N/m²
Ditanya
a. Pertambahan panjang kawat
b. Konstanta pegas kawat
Penyelesaian
a. Pertambahan panjang, Δl
Y = (F × l₀) / (A × Δl)
Radius kawat
r = 1/2 d = 1/2 (2 × 10⁻³) = 1 × 10⁻³ m
Luas penampang kawat
A = πr² = π (1 × 10⁻³)² = 10⁻⁶ π
Gaya pada pegas
F = mg = 5 (10) = 50 kg
Y = (F × l₀) / (A × Δl)
200 × 10⁹ = (50 × 4) / (10⁻⁶ π × Δl)
10⁻⁶ π × Δl = (50 × 4) / (200 × 10⁹)
10⁻⁶ π × Δl = 10⁻⁹
Δl = 10⁻⁹ / 10⁻⁶ π
Δl = 0,318 × 10⁻³ m
Δl = 0,318 mm
b. Konstanta pegas kawat
Konstanta gaya kawat
k = F/Δl
k = 50 / 0,318 × 10⁻³
k = 157,23 × 10³
k = 1,6 × 10⁵ N/m
Kesimpulan
Jadi,
a. pertambahan panjang kawat tersebut adalah 0,318 mm,
b. konstanta pegas kawat tersebut adalah 1,6 × 10⁵ N/m.
maaf ya kalau salah, karena saya hanya memberikan cara nya seperti ini.
sekalilagi mohon maaf jika ada kesalahan
Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh 5a30savero dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.
Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact
Last Update: Mon, 30 May 22