HUKUM HOOKE

Hukum hooke adalah Hubungan antara gaya pegas dan

perubahan panjang pegas. Robert Hooke (1635-1703) merupakan ilmuan

fisika yang mengemukakan Hukum Hooke yang menjelaskan tentang

hubungan antara gaya (F) yang meregangkan pegas dengan pertambahan

panjang Δx, yaitu “Jika gaya tarik tidak melebihi batas elastiistas pegas,

maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tarik

tersebut” (Muslihun, 2018: 109). Secara sistematis dapat dihitung

menggunakan persamaan 2.4

𝑭 = 𝒌 . ∆𝒙..............................................................................(2.4)

1.Bacalah dengan cermat informasi pendukung yang tersedia pada

LKPD dan referensi lain untuk memperkaya pengetahuan anda

tentang materi getaran.

2.Diskusikan bersama teman kelompok menggenai pertanyaan dalam

LKPD

3.Jika menemukan kesulitan, silahkan bertanya kepada guru

4.Kumpulkan hasil kerja LKPD

Gambar 2.2 memperlihatkan sebuah pegas yang salah satu

ujungnya digantungkan padang statif, untuk ujung lain dibiarkan

bebas. Jika pada ujung bebas digunakan beban, pegas akan

mengalami perubahan panjang. Jika gaya itu dihilangkan, beban akan

kembali ke keadaan awal. Jika massa benda yang digantungkan pada

ujung pegas terus diperbesar, dalam batas tertentu pegas akan rusak.

Kasus pegas yang diletakkan secara horizontal. Jika beban digerakkan

ke sebelah kanan, beban akan menarik pegas. Pegas akan

mengerjakan gaya beban untuk mengembalikan posisi keseimbangan.

Gaya yang terjadi disebut gaya pemulih. Besarnya gaya pemulih F

sebanding dengan perubahan panjang pegas Δx pada waktu pegas

ditarik ataupun ditekan.

Pegas yang ditarik oleh gaya F akan memberikan gaya yang

besarnya sama dengan gaya tarik tersebut namun arahnya berlawanan

(Muslihun, 2018: 109). Secara sitematis gaya pegas ditunjukkan pada

persamaan 2.5b

Fp = -F ………………………………….………….. (2.5a)

F = -k .Δx ……………………………………………. (2.5b)

Dimana, k merupakan konstanta (tetapan) yang menunjukkan

kekakuan pegas. Tanda negatif menunjukkan gaya pemulih selalu

berlawanan arah dengan pergeseran Δx. Hubungan antara gaya F dan

pertambahan panjang Δx dapat dijelaskan pada grafik gambar 2.3.

4

Gambar 2.3 memperlihatkan grafik dari pertambahan panjang

terhadap gaya yang diberikan. Pada titik batas proposional grafik

berbentuk garis lurus, artinya besar gayaF sebanding pertambahan

panjang Δx. Pada titik batas elastisitas, benda akan tetap kembali ke

keadaan awal jika gaya dihilangkan. Titik asal (0,0) sampai batas

elastisitas disebut daerah elastis. Jika benda ditarik melebihi batas

elastisitas maka benda memasuki daerh plastis. Daerah ketika benda

elastis tidak akan kembali ke keadaan awal meskipun gaya dihilangkan

disebut daerah plastis. Benda menjadi rusak secara permanen

(terdeformasi). Panjang maksimum benda elastisitas dicapai pada titik

putus atau broken point. Gaya maksimum bekerja paad benda elastis

tanpa menyebabkan putus disebut kekuatan bahan (Giancoli, 2001:

300).

Energi Potensial Pegas

Energi potensial pegas adalah kemampuan pegas untuk kembali

ke posisi semula. Berdasarkan hukum Hooke, besarnya gaya pemulih

sebanding dengan simpangan benda. Hukum Hooke dapat dinyatakan

dengan grafik seperti di samping (gambar 2.3).

Gambar 2.3 Hukum Hooke pada energi potensial pegas

5

Grafik di atas menunjukkan bahwa daerah yang diarsir

merupakan usaha yang dilakukan untuk menarik pegas atau besarnya

energi potensial pegas untuk kembali ke posisi semula. Besarnya energi

potensial pegas dihitung dengan persamaan 2.6

W = Ep = Luas segitiga yang diarsir

=

1

2F ∆x=

1

2(k ∆x)∆x=

1

2kAx2…………………………..………… (2.6)

Jadi, besarnya energi potensial pegas dirumuskan dengan

persamaan 2.7 :

EP=

1

2F ∆x=

1

2kAx2…………………………………..………………(2.

7)

Dimana, Ep = Energi Potensial Pegas (J), F = Gaya yang

bekerja pada pegas (N), k = Tetapan pegas (N/m), Δx = Pertambahan

panjang pegas (m).

6

Bacalah LKPD dan jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut!

1.Sebuah pegas digantung dengan posisi seperti pada gambar berikut! Pegas

kemudian diberi beban benda bermassa M=500 gram sehingga bertambah

panjang 5 cm. Berapakah nilai konstanta pegas?

2.Energy untuk meregangkan pegas ditentukan oleh?

3.Menurut Hukum Hooke jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak

melampaui batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding

lurus dengan gaya tariknya. Tuliskan persamaan yang cocok dengan pernyataan

Hooke tersebut.

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………….……………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
….

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
….

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
….

7

4.Sebuah pegas yang mula-mula sepanjang 20 cm, kemudian diberi beban 100 gram

sehingga bertambah panjang 1 cm. Tentukan konstanta pegas!

5.Sebuah pegas diberi beban 2 kg dan digantung vertikal pada sebuah statif. Jika pegas

bertambah panjang 4 cm maka perubahan energi potensial elastis pegas tersebut

adalah… (g = 10 m/s2 )

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………….……………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
….

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………….……………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
….