Gaya Pegas: Bunyi Hukum, Rumus, Contoh, Soal

Halo temen-temen, apak kabar? Kabar baik ya semuanya.

Okey di kesempatan kali ini kita akan membahas tentang gaya pegas. Kalian pengen tahu apa dan gimana aja??

Simak di poin-poin berikut ini yaa.

Pengertian Gaya Pegas

Apa yang ada pada pikiran kalian bila mendengar kata pegas?

Elastis? Karet atau bisa memanjang?.

Yaa memang, beberapa orang bila mendengar kata pegas maka akan berpikir karet, padahal tidak semua benda yang berbahan dasar karet bersifat elastis.

Gaya pegas dalam fisika disebut dengan istilah hukum hooke.

Hukum hooke itu sendiri merupakan gagasan yang dikenalkan oleh seoran Robert Hooke, dimana hukum ini menyelidiki hubungan antara gaya pegas atau benda elastis lainnya supaya benda tersebut dapat kembali ke bentuk semula bila diberi sebab yaitu sebuah gaya.

Bila disimpulkan, maka gaya hooke merupakan ilmu yang mengkaji jumlah gaya maksimum yang bisa diberikan oleh suatu benda dengan sifatnya yang elastis (sifat elastis ini sering dimiliki oleh pegas) agar tidak melewati batas elasitas yang bisa mengakibatkan benda tersebut kehilang sifat elastisnya.

Apabila disebut sebagai hukum, maka biasanya terdapat bunyi hukum yang menjelaskannya, lalu bagaimana bunyi hukum hooke?

Bunyi hukum hooke yaitu sebagai berikut :

Bahwa besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan pertambahan panjang beda tersebut, hal ini berlaku pada benda yang memiliki sifat elastis ( dapat meerenggang )

Nah selanjutnya kita langsung aja ke contoh penerapan gaya pegas / hukum hooke. Simak di poin selanjutnya ya temen-temen.

Contoh Benda yang Memiliki Gaya Pegas

Prinsip gaya pegas ini telah diaplikasikan pada alat-alat tertentu, contohnya seperti di bawah ini :

• Teleskop, yang fungsinya untuk melihat benda-benda jauh di luar angkasa agar tampak dekat.
• Alat yang digunakan untuk mengukur percepatan gravitasi bumi.
• Jam yang memkai peer untuk mengatur waktu.
• Mikroskop, yang berfungsi untuk melihat jasad renik yang sangat kecil dan tidak bisa Nampak bila hanya menggunakan mata telanjang.
• Sambungan tongkat-tongkat persneling di suatu kendaraan.
• Ayunan yang menggunakan pegas.
• Kronometer atau jam kasa yang digunakan unutk mengetahui posisi kapal yang berada di tengah laut.

Lalu, bagaimanakh cara menganalisis hukum hooke/gaya pegas tersebut? Bagaimana penulisan secara sistematisnya?

Baca juga Gaya Gravitasi.

Rumus Gaya Pegas

Nah, hukum hooke juga bisa dihitung dan mendapat angka untuk mendefinisikan gaya tersebut. Penulisan secara sistematisnya yaitu sebagai berikut :

F = k.x

Dimana

• F = gaya yang diberikan pada suatu pegas (N)
• k = konstanta yang dimiliki pegas (N/m)
• x = pertambahan panjang pegas akibat dari gaya (m)

Konstanta Pegas

Konstanta pegas adalah karakteristik dari sebuah pegas. Didefinisikan sebagai rasio dari gaya yang bekerja pada pegas terhadap perubahan panjang pegas yang dihasilkan.

selain rumus diatas terjadi fenomena-fenomena lain pada pegas sehingga dapat dituliskan secara sistematis seperti berikut ini:

1. Tegangan

Tegangan merupakan keadaan dimana benda akan mengalami pertambahan panjang, dimana ujung satu diberi gaya dan ujung lainnya ditahan.

Penulisan sistematisnya sebagai berikut :

σ = F/A

Dimana

• F = gaya (N)
• A = luas penampang (m²)
•  σ = tegangan (N/m² atau Pa)

2. Regangan

Regangan merupakan suatu kondisi untuk membandingkan pertambahan panjang dengan panjang semuala suatu pegas. Penulisan sistematisnya sebagai berikut :

e = ∆L/L_o

dimana

• e = Regangan
• ∆L = pertambahan panjang (m)
• L_o  = panjan awal (m)

3. Modulus elastisitas (modulus young)

Modulus elastisitas menggambarkan perbandingan antara tegangan dengan regangan suatu benda. Bila ditulis secara sistematis maka :

E = σ/e

Dimana

• E = modulus elastisitas (N/m)
• e = regangan
• σ = tegangan (N/m² atau Pa)

4. Mampatan

Mampatan hampir sama dengan regangan yang membedakan adalah arah perpindahan molekul benda.

Bila regangan arah perpindahan molekulnya akan terdorong keluar, sedang pada mampatan arah perpindahan molekulnya terdorong ke dalam, sehingga disebut memapat.

5. Hubungan Gaya Tarik Dengan Modulus Young

Hubungan antara gaya Tarik dan modulus young juga bisa dituliskan secara matematis sebagai berikut :

E = σ/e

E = (F/A)/( ∆L/L_o)

E = F/A = E ∆L/ L_o

Dimana

• E = modulus elastisitas (N/m)
• e = regangan
• σ = tegangan (N/m² atau Pa)
• A = luas penampang (m²)
• ∆L = pertambahan panjang (m)
• L_o  = panjan awal (m)

Pegas memiliki 2 pemodelan susunan yaitu seri dan paralel. Berikut pembahasannya.

Baca juga Resultan Gaya.

Susunan Pegas Seri

Bila 2 pegas dengan tetapan yang sama disusun seri, maka panjang pegas menjadi 2x. sehingga penulisan sistematisnya seperti dibawah ini :

K_s = ½ k

Dimana  

• K_s = persamaan pegas
• k = konstanta pegas (N/m)

persamaan untuk n pegas yang disusun seri yakni sebgaia berikut

K_s = k/n

Dimana n = jumlah pegas

Susunan Pegas Paralel

Bila beberapa pegas disusun paralel, maka panjang pegasnya akan tetap sama dengan panjang pegas semula, namun luas penampangnya menjadi lebih besar. Sehingga peulisan secara sistematisnya adalah :

K_p = 2k

Dimana

• K_p = persamaan pegas susunan paralel
• k = konstanta pegas (N/m)

sedangkan persamaan n untuk pegas yang disusun paralel yakni

K_p = n.k

Dimana n : jumlah pegas

Untuk memahaminya dengan baik, kalian bisa menyimak contoh soal dari gaya pegas pada poin berikut.

Baca juga Gaya Coulomb.

Contoh Soal Gaya Pegas

Setelah diberi gaya sebuah pegas memiliki panjang 25 cm. bila pegas tersebut memiliki kontanta sebesar 400 N.m^-1. Maka berapa gaya yang diberikan pada pegas ?

Okeyy, itu tadi pembahasan mengenai gaya pegas tau dalam fisika orang sering menyebutnya dengan hukum hooke. Baca juga Kalor.

Semoga bermanfaat bagi pembaca dan penulis.aamiin. jangan lupa selalu ikuti artikel pembahasan materi fisika lainnya. Terima kasih.