1. Sekolah Dasar
  2. Sekolah Menengah Pertama
  3. Sekolah Menengah Atas
  4. Mata Pelajaran
  5. Programming

Diketahui panjang sebuah pegas 25 cm. Sebuah balok digantungkan dg

Berikut ini adalah pertanyaan dari Rannyy pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Diketahui panjang sebuah pegas 25 cm. Sebuah balok digantungkan dg massa 20 gr sehingga panjang pegas pegas bertambah 5 cm. Luas penampang pegas 100 cm^2. Hitung modulus elastisitasnya.

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Diketahui panjang sebuah pegas 25 cm. Sebuah balok digantungkan dengan massa 20 gram, sehingga panjang pegas pegas bertambah 5 cm. Luas penampang pegas 100 cm². Modulus elastisitasnya adalah \displaystyle\boxed{\sf 100~N/m^2} Selengkapnya dapat disimak pada pembahasan di bawah ini!

PENDAHULUAN

Elastisitas adalah kemampuan pada suatu benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang diterapkan telah dihilangkan. Benda yang memiliki elastisitas disebut benda elastis. Contohnya adalah pegas, karet gelang, ban, dan lain sebagainya. Sedangkan benda yang tidak memiliki elastisitas disebut benda plastis. Contohnya adalah kaca, kantung plastik, tanah liat, dan lain sebagainya.

Hukum hooke merupakan besarnya pertambahan panjang benda pada daerah elastisitas berbanding lurus dengan gaya yang diberikan pada benda, dengan catatan gaya yang diberikan tidak lebih dari batas elastisitasnya. Karena suatu benda misalnya pegas, ketika pegas ditarik lebih lama dan kuat, maka pegas tersebut akan rusak atau patah dan tidak dapat kembali ke bentuk mula-mula.

Adapun rumus yang berkaitan dengan elastisitas dan hukum hooke, antara lain :

\displaystyle\blacktriangleright\bold{Tegangan}

\displaystyle\boxed{\boxed{\bf \sigma = \dfrac{F}{A} }}

\displaystyle\blacktriangleright\bold{Regangan}

\displaystyle\boxed{\boxed{\bf e = \dfrac{\Delta L}{L_0} }}

\displaystyle\blacktriangleright\bold{Modulus~Elastisitas~atau~Modulus~Young}

\displaystyle\boxed{\boxed{\bf Y = \dfrac{\sigma}{e} }}

\displaystyle\blacktriangleright\bold{Hukum~Hooke}

\displaystyle\boxed{\boxed{\bf F = k\cdot \Delta x}}

\displaystyle\blacktriangleright\bold{Konstansta~pengganti~pada~pegas~susunan~seri}

\displaystyle\boxed{\boxed{\bf \dfrac{1}{k_s} = \dfrac{1}{k_1} + \dfrac{1}{k_2} + \dfrac{1}{k_3} + ... }}

\displaystyle\blacktriangleright\bold{Konstansta~pengganti~pada~pegas~susunan~paralel}

\displaystyle\boxed{\boxed{\bf k_p = k_1 + k_2 + k_3 + ... }}

dimana :

○ σ = tegangan (N/m²)

○ F = gaya (N)

○ A = luas penampang (m²)

○ e = regangan

○ ∆L = pertambahan panjang (m)

○ Lo = panjang mula-mula (m)

○ Y = modulus elastisitas benda (N/m²)

○ k = konstansta pegas (N/m)

○ ∆x = pertambahan panjang pegas (m)

○ ks = konstansta pegas pada susunan seri (N/m)

○ kp = konstansta pegas pada susunan paralel (N/m)

Kembali ke soal, mari simak penyelesaiannya pada pembahasan di bawah ini!

PEMBAHASAN

Diketahui :

  • \displaystyle\sf L_0 = 25~cm \Rightarrow 0,25~m
  • \displaystyle\sf m = 20~gram \Rightarrow 0,02~kg
  • \displaystyle\sf \Delta L = 5~cm \Rightarrow 0,05~m
  • \displaystyle\sf A = 100~cm^2 \Rightarrow 0,01~m^2

Ditanya : Besar modulus elastisitasnya = . . . ?

Jawab :

❖ Menentukan besar gaya

\displaystyle\rm F = m\cdot g

\displaystyle\rm F = (0,02)(10)

\displaystyle\boxed{\rm F = 0,2~N}

❖ Sehingga, besar modulus elastisitasnya

\displaystyle\rm Y = \dfrac{\sigma}{e}

\displaystyle\rm Y = \dfrac{\dfrac{F}{A}}{ \dfrac{\Delta L}{L_0} }

\displaystyle\rm Y = \dfrac{F\cdot L_0}{A\cdot \Delta L}

\displaystyle\rm Y = \dfrac{(0,2)(0,25)}{(0,01)(0,05)}

\displaystyle\rm Y = \dfrac{0,05}{0,0005}

\displaystyle\rm Y = 100~N/m^2

\displaystyle\boxed{\boxed{\rm\therefore Modulus~elastisitas = 100~N/m^2 }}

PELAJARI LEBIH LANJUT

Materi tentang elastisitas dan hukum hooke lainnya dapat disimak di bawah ini :

  • Sebuah balok 10 kg dikaitkan pada sebuah kawat yang memiliki luas penampang 2,4 mm². Jika g = 9,8 m/s², tegangan yang dialami kawat tersebut adalah yomemimo.com/tugas/7752661
  • Empat buah pegas identik, yang masing-masing mempunyai konstanta 1600 N/m, disusun seri-paralel. Beban w yang digantung menyebabkan sistem pegas mengalami pertambahan panjang secara keseluruhan sebesar 5 cm. Berat beban w adalah yomemimo.com/tugas/1910860
  • Sebuah tali karet diberi beban 300 gram dan digantung vertikal pada sebuah statif. Ternyata karet bertambah panjang 4 cm (g = 10 m/s²). Energi potensial karet tersebut adalah yomemimo.com/tugas/22209258
  • Kawat jenis A dan B memiliki panjang yang sama L0 dengan modulus young masing-masing adalah Ya dan Yb = 1/2Ya. diameter kawat A dua kali diameter kawat B. Kedua kawat ini disambung lalu digunakan untuk menggantung beban yang beratnya W. pertambahan panjang keseluruhan kawat adalah yomemimo.com/tugas/13900638
  • Pegas dengan k = 4 N/m dipasangkan pada beban yang memiliki massa 9 kg. Apabila pegas ditarik sejauh 2 meter lalu dilepaskan, frekuensi pegas yang terjadi adalah yomemimo.com/tugas/13639215

____________________________

DETIL JAWABAN

Kelas : XI

Mapel : Fisika

Bab : Bab 2 - Elastisitas dan Hukum Hooke

Kode : 11.6.2

Kata kunci : panjang mula-mula, massa, pertambahan panjang, luas penampang, gaya, modulus elastisitas

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh Kivimaki 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: Fri, 01 Jul 16
<< Previous Post
Next Post >>