LKS HUKUM HOOKE DAN ELASTISITAS

STANDAR KOMPETENSI: Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik.

KOMPETENSI DASAR: Menganalisis pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan.

INDIKATOR : Menyelidiki hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas

berdasarkan percobaan.

RINGKASAN MATERI

A.      GAYA PEGAS DAN SIFAT ELASTISITAS BAHAN

Pegas dan karet adalah contoh benda elastis. sifat elastis atau atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembalike bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan. Beberapa benda seperti timah, tanah liat, adonan tepung dan lilin mainan tidak kembali ke bentuk awal segera setelah gaya luar dihilangkan. Benda-benda seperti ini disebut benda tak elastis atau plastis. Salah satu aspek sifat elastisitas bahan yaitu gaya pegas. Namun sebelumnya kita bahas dahulu tentang tegangan, regangan, dan elastis.

1.      Tegangan (stress)

Tegangan tarik () didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampangnya (A).

Tegangan = gaya  atau  =    F

       luas                      A

 Tegangan merupakan besaran skalar dan memiliki satuan Nm² atau pascal.

2.      Regangan

Regangan (tarik) e didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang  dengan panjang awalnya.

Regangan = pertambahan panjang atau e =

     panjang awal                         l

3.      Modulus Elastis

Modulus elastis didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami bahan.

E =

 e

B.       HUKUM HOOKE

Bunyi Hukum Hooke ialah “Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus/sebanding dengan gaya tariknya”. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

F= k  

Tetapan gaya elastis berdasarkan hukum Hooke dapat dirumuskan:      k =  F

        x

Keterangan:

F = gaya (N)

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = pertambahan panjang (m)

x = panjang bebas benda /panjang benda tanpa ditarik (m)

Penerapan hukum Hooke dalam kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari kita berhubungan dengan hukum Hooke. Contohnya adalah pada pegas di sepeda motor, pegas di mobi, dan pegas di sepeda. Pegas tersebut dirangkai dengan besi di tengahnya. Namanya adalah Shock. Kalau motor metik hanya punya satu shock saja. Bayangkan apa yang terjadi kalau tidak adalah shockbreaker. Tentu rasanya tidak enak sekali pada saat kita mengendarai sepeda motor. Apalagi kalau kita mengendarai di jalan yang berlubang dan tidak mulus. Jadi fungsi dari shock itu sebagai peredam dari gelombang atau kejutan sehingga kita yang mengendarai itu lebih nyaman. 

TUJUAN : Menyelidiki hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas.

ALAT DAN BAHAN :

1.      Batang statis panjang

2.      Batang statis pendek

3.      Penjepit

4.      Mistar

5.      Pegas spiral

6.      Beban

LANGKAH KERJA :

1.      Susunlah alat seperti gambar berikut.

2.      Bacalah panjang pegas(tanpa beban) L₀ pada skala mistar yang berimpit dengan ujung penunjuk.

3.      Gantungkan sebuah keeping beban di ujung pegas, lalu bacalahpanjang pegasberbebanL, pada skala mistar yang berimpit dengan jarum penunjuk. Catat jugamassa beban pada ujung pegas.

4.      Ulangi langkah 3 dengan 2 keping, 3 keping, 4 keping beban, dan seterusnya.

5.      Catatlah data pengamatan kamu dalam tabel.

6.      Hitunglah besar gaya tarik pada pegas dengan F = mg dengan m adalah massa total beban pada ujung pegas. Tuliskan hasil perhitungan pada tabel.

7.      Hitung pertambahan panjang pegas ∆x = L-L₀. Tuliskan hasil pengamatan pada tabel.

DATA HASIL PERCOBAAN

1.      Data

a.       Tabel data percobaan hukum Hooke

2.      Analisis Data

a.       Apakah yang terjadi saat pegas tanpa beban?

b.      Bagaimanakah bentuk pegas saat setelah diberi beban?

c.       Apa yang terjadi jika pegas terus menerus di beri tambahan beban?

d.      Bagaimana bentuk grafik yang dihasilkan dan jelaskan grafik gaya terhadap pertambahan panjang pegas tersebut?

e.       Bagaimana hubungan gaya tarik dengan pertambahan panjang pegas? Jelaskan!

3.      Kesimpulan

Dari hasil percobaan di atas, antara pertambahan panjang pegas dan pertambahann gaya diperoleh kesimpulan:

a.       Setiap kali ditambah beban pada pegas, maka panjang pegas................................

b.      Tetapan gaya pegas adalah........................................................................................