RobbyRyuzaki: Agustus 2016

I. Judul : Hukum Hooke

II. Tujuan :

Mengetahui hubungan antara gaya terhadap pertambahan panjang pegas dan menentukan nilai konstanta pegas.

III. Hipotesis :

Besar gaya dan pertambahan panjang mempengaruhi besarnya nilai konstanta pegas.

IV. Landasan Teori :

Seperti yang telah kita ketahui, ada dua jenis benda menurut kemampuannya kembali ke bentuk semula.

1. Benda elastis, yaitu benda yang apabila dihilangkan gaya yang bekerja pada benda tersebut akan kembali ke bentuk semula. Contoh: karet, pegas, baja, kayu dsb.

2. Benda plastis, yaitu benda yang apabila dihilangkan gaya yang bekerja pada benda tersebut tidak kembali ke bentuk semula.

Contoh: lilin, tanah liat dsb.

Dari pengertian jenis benda tersebut, maka pada benda elastis berlaku Hukum Hooke yang menyatakan bahwa “selama tidak melampaui batas elastisitasnya, gaya yang bekerja pada suatu benda elastis akan sebanding dengan pertambahan panjang.”

Jadi, Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam bidang ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah pegas. Besarnya gaya Hooke secara proporsional akan berbanding lurus dengan jarak pergerakan pegas dari posisi awalnya.

Hukum Hooke dapat dirumuskan dengan :

Dimana, F = Gaya (satuan N)

k = Konstanta (satuan N/m)

Δx = Pertambahan panjang (satuan m)

Gaya (F) yang dimaksudkan biasanya berupa beban yang digantungkan pada pegas. Semakin besar gaya yang diberikan, maka pertambahan panjang pegas akan semakin besar.

Selain bergantung pada besar gaya berat beban yang digantungkan, pertambahan panjang pegas juga bergantung pada kekakuan pegas. Maksudnya, untuk gaya beban yang sama yang digantungkan pada dua pegas yang memiliki kekakuan yang berbeda, maka pertambahan panjang pegas pun akan berubah. Pegas yang memiliki kekakuan lebih besar, maka pertambahan panjang pegas akan lebih kecil. Sedangkan pada pegas yang memiliki kekakuan yang lebih kecil, maka pertambahan panjang pegas akan memiliki nilai yang lebih besar. Kekakuan sebuah pegas ditunjukkan dengan suatu karakteristik yang disebut konstanta gaya pegas atau disingkat konstanta pegas (k).

V. Alat dan Bahan :

	Nama Alat/Bahan	Jumlah
	Statif	1 set
	Penggaris	1 buah
	Beban (50 gram)	5 buah
	Pegas Spiral	1 buah

VI. Langkah Kerja :

1. Merakit alat dan bahan.

2. Mengukur panjang awal pegas (x_o) (sebelum pegas digantungi beban).

3. Menggantungkan beban 50 gram pada ujung pegas, mengukur, dan mencatat panjang pegas.

4. Mengulangi langkah nomor 3 untuk beban yang berbeda (100 gr, 150 gr, 200 gr, dan 250 gr).

5. Menghitung besar gaya tarik pegas (F = m.g) dengan m adalah massa beban dan g =9,8 m/s². Mencatat hasil perhitungan pada tabel kolom ke-3.

6. Menghitung pertambahan panjang pegas, (Δx = x_i – x_o) untuk setiap penambahan beban.

VII. Data dan Analisa Data

a. Tabel data :

X_o= 0,063 m

No	Massa Beban (m) (kg)	Gaya Tarik (F = mg) (N)	Panjang Pegas (x_i) (m)	Pertambahan Panjang (Δx = x_i – x_o) (m)	Konstanta Pegas (k = F/Δx) (N/m)
1	0,05	0,49	0,108	0,047	10,89
2	0,1	0,98	0,15	0,087	11,26
3	0,15	1,47	0,196	0,135	11,05
4	0,2	1,96	0,241	0,178	11,01
5	0,25	2,45	0,283	0,22	11,13

b. Grafik hubungan F dan Δx

F(N)

k (N/m)

Δx (m)

VIII. Kesimpulan :

a. Grafik F – Δx berdasarkan tabel hasil percobaan;

F(N)

2,45 k (N/m)

1,96

1,47

0,98

0,49

0,047 0,087 0,135 0,178 0,22 Δx (m)

b. Pengaruh gaya terhadap pertambahan panjang yaitu apabila gaya yang diberikan terhadap pegas semakin besar, maka pertambahan panjang pada pegas semakin besar. Sebaliknya jika gaya yang diberikan semakin kecil, maka pertambahan panjang pegas akan semakin kecil.

c. Jika gradien F – Δx adalah k, maka persamaan hubungan antara k, F,dan Δx yaitu :

Dimana, k = Konstanta (satuan N/m)

F = Gaya (satuan N)

Δx = Pertambahan panjang (satuan m)

d. Nilai konstanta pegas berdasarkan grafik pada bagian a ;

1. F = 0,49 N; Δx = 0,047 m; k = 10,89 N/m

2. F = 0,98 N; Δx = 0,087 m; k = 11,26 N/m

3. F = 1,47 N; Δx = 0,135 m; k = 11,05 N/m

4. F = 1,96 N; Δx = 0,178 m; k = 11,01 N/m

5. F = 2,45 N; Δx = 0,22 m; k = 11,13 N/m

IX. Latihan Soal :

1. Seorang pelajar yang massanya 50 kg bergantung pada ujung sebuah pegas sehingga pegas bertambah panjang 10 cm, maka tentukan tetapan pegas (konstanta pegas) !

Dik : m = 50 kg

Δx = 10 cm = 0,1 m

Dit : k =......?

Jawab : k = F / Δx

k = 50.10 / 0,1

k = 500 / 0,1

k = 5000 N/m

2. Dua pegas masing-masing ditarik dengan gaya yang sama besar 2 N. Bila konstanta pegas pertama ¼ kali konstanta pegas kedua, maka tentukan perbandingan pertambahan panjang pegas pertama dengan pegas kedua !

Dik : F₁ = F₂ = 2 N

k₁= ¼ k₂

Dit : Perbandingan Δx₁ dan Δx₂ ?

Jawab : Δx₁ = Δx₂

F₁ / k₁= F₂/k₂

2 / ¼ k₂ = 2 / k₂

2 k₂ = ½ k₂

3. Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberi gaya 30 N. Tentukan pertambahan panjang pegas jika diberi gaya 21 N !

Dik : Δx₁= 10 cm = 0,1 m

F₁ = 30 N

F₂ = 21 N

Dit : Δx₂ .....?

Jawab : k = F1 / Δx₁

k = 30 / 0,1 = 300 N/m

Δx₂ = F₂ / k

Δx₂ = 21 / 300 = 0,07 m

4. Dari hasil percobaan yang dilakukan di laboratorium, pada sebuah pegas yang diberi beban diperoleh hubungan antara beban yang digantungkan pada pegas terhadap pertambahan panjang pegas tersebut seperti gambar grafik dibawah ini, maka tentukan besarnya konstanta pegas dari grafik dibawah !