Saturday, September 22, 2018
Selamat tiba di softilmu, blog sederhana yang membuatkan ilmu pengetahuan dengan penuh keikhlasan, kali ini kami akan membuatkan ilmu perihal Hukum Hooke dan Elastisitas. Beberapa poin utama yang akan 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 istilah yang saling berkaitan. Untuk memahami arti kata elastisitas, banyak orang menganalogikan istilah tersebut dengan benda-benda yang terbuat dari karet, meskipun intinya tidak semua benda dengan materi dasar karet bersifat elastis. Kita ambil dua pola karet gelang dan peren karet. Jika karet gelang tersebut ditarik, maka panjangnya akan terus bertambah hingga batas tertentu. Kemudian, apabila tarikan dilepaskan panjang karet gelang akan kembali menyerupai semula. Berbeda halnya dengan permen karet, Jika ditarik panjangnya akan terus bertambah hingga batas tertentu tapi apabila tarikan dilepaskan panjang permen karet tidak akan kembali menyerupai semula. Hal ini sanggup terjadi alasannya karet gelang bersifat lentur sedangkan permen karet bersifat plastis. Namun, apabila karet gelang ditarik terus menerus adakalanya bentuk kareng gelang tidak kembali menyerupai semula yang artinya sifat elastisnya telah hilang. Sehingga diperlu tingkat kejelian yang tinggi untuk menggolongkan mana benda yang bersifat lentur dan plastis.
Jadi, sanggup disimpulkan bahwa elastisitas ialah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awal sesudah gaya pada benda tersebut dihilangkan. Keadaan dimana suatu benda tidak sanggup lagi kembali ke bentuk semula akhir gaya yang diberikan terhadap benda terlalu besar disebut sebagai batas elastis. Sedangkan aturan Hooke merupakan gagasan yang diperkenalkan oleh Robert Hooke yang memeriksa hubungan antar gaya yang bekerja pada sebuah pegas/benda lentur lainnya biar benda tersebut bisa kembali ke bentuk semua atau tidak melampaui batas elastisitasnya.
Dengan demikian, sanggup disimpulkan bahwa Hukum Hooke mengkaji jumlah gaya maksimum yang sanggup diberikan pada sebuah benda yang sifatnya lentur (seringnya pegas) biar tidak melwati batas elastisnya dan menghilangkan sifat lentur benda tersebut.
B. KONSEP HUKUM HOOKE DAN ELASTISITAS
Bunyi Hukum Hooke ialah “Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas lentur materi maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus/sebanding dengan gaya tariknya”.
Jika gaya yang diberikan melampaui batas elastisitas, maka benda tidak sanggup kembali ke bentuk semula dan apabila gaya yang diberikan jumlahnya terus bertambah maka benda sanggup rusak. Dengan kata lain, aturan Hooke hanya berlaku hingga batas elastisitas.
Dari gagasan tersebut sanggup disimpulkan bahwa konsep aturan Hooke ini menjelaskan mengenai hubungan antara gaya yang diberikan pada sebuah pegas ditinjau dari pertambahan panjang yang dialami oleh pegas tersebut. Besarnya perbandingan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas ialah konstan. Fenomena ini sanggup lebih gampang dipahami dengan memperhatikan gambar grafik berikut ini.
Gambar 1, menjelaskan bergotong-royong jika pegas ditarik ke kanan maka pegas akan meregang dan bertambah panjang. Jika gaya tarik yang diberikan pada pegas tidak terlalu besar, maka pertambahan panjang pegas sebanding dengan besarnya gaya tarik. Dengan kata lain, semakin besar gaya tarik, semakin besar pertambahan panjang pegas.
Pada Gambar 2, digambarkan bahwa kemiringan grafik sama besar yang menunjukkan perbandingan besar gaya tarik terhadap pertambahan panjang pegas bernilai konstan. Hal ini menggambarkan sifat kekakuan dari sebuah pegas yang dikenal sebagai ketetapan pegas. Secara matematis hukum Hooke sanggup dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
F = Gaya luar yang diberikan (N)
k = Konstanta pegas (N/m)
Δx = Pertanbahan panjang pegas dari posisi normalnya (m)
Artikel Penunjang : Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
C. BESARAN DAN RUMUS DALAM HUKUM HOOKE DAN ELASTISITAS
1. Tegangan
Tegangan merupakan keadaan dimana sebuah benda mengalami pertambahan panjang saat sebuah 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 yang lain ditahan maka kawat akan mengalami pertambahan panjang sebesar x meter. Fenomena ini pertanda suatu tegangan yang mana dalam fisika disimbolkan dengan σ dan secara matematis sanggup ditulis menyerupai berikut ini.
Keterangan:
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
2. Regangan
Regangan merupakan perbandingan antara pertambahan panjang kawat dalam x meter dengan panjang awal kawat dalam x meter. Regangan sanggup terjadi dikarenakan gaya yang diberikan pada benda ataupun kawat tersebut dihilangkan, sehingga kawat kembali ke bentuk awal.
Hubungan ini secara matematis sanggup dituliskan menyerupai dibawah ini.
Keterangan:
e = Regangan
ΔL = Pertambahan panjang (m)
Lo = Panjang mula-mula (m)
Sesuai dengan persamaan di atas, regangan (e) tidak mempunyai satuan dikarenakan pertambahan panjang (ΔL) dan panjang awal (Lo) adalah 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 bahan. Dengan kata lain, modulus lentur sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik regangan.
Keterangan:
E = Modulus elastisitas (N/m)
e = Regangan
σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
4. Mampatan
Mampatan merupakan suatu keadaan yang hampir serupa dengan regangan. Perbedaannya terletak pada arah perpindahan molekul benda sesudah diberi gaya. Berbeda halnya pada regangan dimana molekul benda akan terdorong keluar sesudah diberi gaya. Pada mampatan, sesudah diberi gaya, molekul benda akan terdorong ke dalam (memampat).
5. Hubungan Antara Gaya Tarik dan Modulus Elastisitas
Jika ditulis secara matematis, hubungan 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 “jika gaya tari tidak melampaui batas lentur pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya”. Secara matematis ditulis sebagai 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 alasannya itu, persamaan pegasnya yaitu:
Keterangan:
Ks = Persamaan pegas
k = Konstanta pegas (N/m)
Sedangkan persamaan untuk n pegas yang tetapannya dan disusun seri ditulis menyerupai berikut ini.
Keterangan:
n = Jumlah pegas
6b. Susunan Paralel
Apabila pegas disusun secara paralel, panjang pegas akan tetap menyerupai semula, sedangkan luas penampangnya menjadi lebih 2x dari semula kalau pegas disusun 2 buah. Adapun persamaan pegas untuk dua pegas yang disusun secara paralel, yaitu:
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 kuat alasannya tetapan pegasnya menjadi lebih besar. Persamaan pegasnya sanggup ditulis sebagai berikut.
Keterangan:
n = Jumlah pegas
D. APLIKASI HUKUM HOOKE
Dalam pengaplikasian aturan Hooke sangat berkaitan erat dengan benda benda yang prinsip kerjanya menggunakan pegas dan yang bersifat elastis. Prinsip aturan Hooke telah diterapkan pada beberapa benda-benda berikut ini.
- Mikroskop yang berfungsi untuk melihat jasad-jasad renik yang sangat kecil yang tidak sanggup dilihat oleh mata telanjang
- Teleskop yang berfungsi untuk melihat benda-beda yang letaknya jauh biar tampak dekat, menyerupai 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 telah disebutkan diatas mempunyai peranan penting dalam kehidupan manusia. Dengan kata lain, gagasan Hooke memberi efek positif terhadap kualitas hidup maunsia.
Nah itulah postingan kami kali ini perihal Hukum Hooke dan Elastisitas. Semoga sanggup bermanfaat. Apabila masih ada yang belum dimengerti, silahkan sobat tanyakan melalui kotak komentar, kami akan berusaha merespon dengan cepat dan tepat. Terimakasih telah berkunjung di softilmu, jangan lupa follow, dan komentarnya ya