10 Contoh Soal Hukum Hooke

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas Contoh Soal Hukum Hooke. Namun sebelum membahas contoh soalnya, terlebih dahulu akan dijelaskan secara singkat materi tentang Hukum Hooke. Yuk simak pembahasan contoh-contoh soal materi Hukum Hooke berikut.

A. Teori Singkat

1. Hukum Hooke

Berikut bunyi hukum Hooke:

“Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastisnya maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus atau sebanding dengan gaya tariknya”.

Robert Hooke

Benda yang diberi gaya tarik akan mengalami pertambahan panjang yang sebanding dengan gaya tariknya.. Dalam proses pertambahan panjang, bekerja konstanta perbandingan yang dinamakan konstanta pegas  dan disimbolkan dengan k.

Berikut rumus hukum Hooke:

Keterangan :

F = Gaya (N)

k = Konstanta pegas (N/m)

Δx= pertambahan panjang pegas (m)

(-) = tanda negatif menandakan arah gaya, gaya pegas berlawanan arah dengan arah gaya yang diberikan pada pegas. tanda mines dapat dihilangkan untuk mempermudah proses perhitungan.

Adapun rumus umum tetapan gaya k dapat ditulis dengan :

k = Tetapan gaya k (N/m)

A = Luas penampang (m²)

E = Modulus elastisitas bahan (N/m² )

L = Panjang benda tanpa ditarik (m)

2. Susunan Pegas

a. Susunan Seri Pegas

Susunan seri pegas adalah susunan yang dibuat dengan tujuan untuk mendapatkan konstata yang lebih kecil sehingga pertambahan panjang pegas menjadi lebih besar.

Perhatikan gambar berikut!

Adapun prinsip yang berlaku pada susunan seri pegas adalah seperti berikut:

1) Gaya yang bekerja pada setiap pegas sama besar, gaya tersebut sama dengan gaya pada pegas pengganti.

2) Pertambahan panjang pegas pengganti sama dengan pertambahan panjang tiap-tiap pegas.

3) Kebalikan konstanta pengganti pegas sama dengan jumlah kebalikan setiap konstanta setiap pegas.

Keterangan :

F : Gaya tarik pegas (N)

Δx :Pertambahan panjang pegas (m)

k_s : Konstantan pengganti pegas seri (N/m)

b. Susunan Paralel Pegas

Susunan paralel pegas adalah susunan yang dibuat dengan tujuan untuk mendapatkan konstata yang lebih besar sehingga pertambahan panjang pegas menjadi lebih kecil.

Perhatikan gambar berikut!

Adapun prinsip yang berlaku pada susunan paralel pegas adalah seperti berikut:

1) Gaya tarik pada pegas pengganti sama dengan gaya tarik pada tiap pegas.

2) Pertambahan panjang tiap pegas sama besar dan pertambahan panjang ini sama dengan pertambahan panjang pegas pengganti.

3) Tetapan pegas pengganti paralel sama dengan total dari tetapan tiap-tiap pegas yang disusun paralel.

3. Energi Potensial Pegas

Energi potensial pegas (E_p) adalah energi yang diperlukan untuk menekan atau merenggangkan pegas. Berikut rumus energi potensial pegas:

atau

B. Contoh Soal

Contoh Soal 1

Sebuah pegas dengan konstanta 100 pegas N/m ditarik sehingga bertambah panjang 1 cm. Gaya pegas tersebut adalah . . .

Pembahasan :

Diketahui:

k = 100 N/m

Δx = 1 cm = 0,01 m

Ditanyakan

F = . . . ?

Rumus :

---

Contoh Soal 2

Sebuah pegas dengan konstanta 100 N/m digantung beban bermassa 0,2 kg. Jika panjang mula-mula pegas 10 cm, maka panjang pegas setelah digantungi beban adalah . . .

Pembahasan :

Diketahui :

k = 100 N/m

m = 0,2 kg

x₁ = 10 cm = 0,1 m

Ditanyakan :

x₂ = . . . ?

Rumus :

---

Contoh Soal 3

Pada sebuah percobaan menentukan konstanta suatu pegas diperoleh data seperti pada tabel di bawah ini :

Berdasarkan data di atas, berapakah konstanta pegas yang digunakan dalam percobaan tersebut?

Pembahasan

Diketahui :

F₁ = 5 N

Δx₁ = 1 cm = 0,01 m

F₂ = 10 N

Δx₂ = 2 cm = 0,02 m

F₃ = 15 N

Δx₃ = 3 cm = 0,03 m

Ditanyakan :

k = . . . ?

Percobaan 1

Percobaan 2

Percobaan 3

Jadi, konstanta pegas yang digunakan dalam percobaan tersebut adalah 500 N/m.

---

Contoh Soal 4

Dua buah pegas disusun seri, masing-masing pegas memiliki konstanta pegas 1.200 N/m dan 600 N/m berapa konstanta pegas penggantinya ?​

Pembahasan

Diketahui:

k₁ = 1.200 N/m

k₂ = 600 N/m

Ditanyakan :

k_s = . . . ?

Rumus :

---

Contoh Soal 5

Tiga buah pegas identik dengan konstanta k. Tiga pegas tersebut dirangkai secara seri sehingga konstanta gabungan pegas adalah 100 N/m. Maka nilai masing-masing konstanta pegas tersebut adalah ​. . .

Pembahasan

Diketahui :

k_s = 100 N/m

Ditanyakan :

k₁ = k₂ =k₃ = k = . . . ?

Rumus :

---

Contoh Soal 6

Dua buah pegas disusun paralel, masing-masing pegas memiliki konstanta pegas 200 N/m dan 300 N/m berapa konstanta pegas penggantinya ?​

Pembahasan

Diketahui:

k₁ = 200 N/m

k₂ = 300 N/m

Ditanyakan :

k_p = . . . ?

Rumus :

---

Contoh Soal 7

Tiga buah pegas identik dengan konstanta k. Tiga pegas tersebut dirangkai secara paralel sehingga konstanta gabungan pegas adalah 150 N/m. Maka nilai masing-masing konstanta pegas tersebut adalah ​. . .

Pembahasan

Diketahui :

k_p = 150 N/m

Ditanyakan :

k₁ = k₂ =k₃ = k = . . . ?

Rumus :

---

Contoh Soal 8

Perhatikan gambar berikut!

Apabila konstanta pegas k₁, k₂, dan k₃ berturut-turut adalah 200 N/m, 300 N/m dan 500 N/m. Maka konstanta pengganti susunan pegas tersebut adalah . . .

Pembahasan

Diketahui :

k₁ = 200 N/m

k₂ = 300 N/m

k₃ = 500 N/m

Ditanyakan :

k_t = . . . ?

Selesaikan rangkaian paralel (k₁ dan k₂) terlebih dahulu!

k₁ dan k₂ digabung menjadi k_p, kemudian k_p tersusun seri dengan k₃, sehingga:

---

Contoh Soal 9

Sebuah pegas yang panjangnya 5 cm ditarik dengan gaya 200 N sehingga panjang pegas menjadi 6 cm. Energi potensial pegas adalah . . .

Pembahasan

Diketahui :

x₁ = 5 cm = 0,05 m

x₂ = 6 cm = 0,06 m

F = 200 N

Ditanyakan :

Ep = . . . ?

Rumus :

---

Contoh Soal 10

Sebuah pegas tergantung vertikal pada sebuah statif. Ketika ujung bebas pegas diberi beban 300 gram, pegas bertambah panjang sebesar 4 cm. Jika g = 10 m/s², maka energi potensial pegas tersebut adalah . . .

Pembahasan

Diketahui :

m = 300 gr = 0,3 kg

Δx = 4 cm = 0,04 m

g = 10 m/s²

Ditanyakan :

E_p = . . . ?

Rumus :

Demikianlah pembahasan kita terkait Contoh soal dan Pembahasan Materi Hukum Hooke. Terima kasih, Semoga bermanfaat.

Untuk memahami Fisika lebih dalam, yuk baca berbagai materi Fisika SMA pada halaman website ini dengan mengklik: Materi Fisika SMA