SOAL-SOAL ELASTISITAS DAN HUKUM HOOKE KD: Menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari TIPE 1
1. Sepotong kawat logam homogen dengan panjang 140 cm dan luas penampangnya 2 mm mm 2 ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N bertambah panjang 1 mm. Modulus Modulus elastik bahan kawat logam tersebut adalah.... A. 7 × 10 8 N/m2 B. 7 × 109 N/m2 C. 7 × 10 10 N/m2 D. 7 × 10 11 N/m2 E. 7 × 10 17 N/m2 Jawaban: C 2. Sebuah keluarga yang terdiri dari empat orang yang total massanya 200kg masuk ke dalam mobil sehingga pegas mobil tertekan ke bawah sejauh 3 cm. Dengan menganggap pegasnya tunggal, berapakah tetapan pegas mobil itu? 4 A. 6,5 × 10 N/m 3 B. 7,5 × 10 N/m 3 C. 6,5 × 10 N/m 4 D. 7,0 × 10 N/m 4 E. 7,5 × 10 N/m Jawaban: A 3. Diberikan gaya pada suatu pegas 200 N dengan luas penampang batang 50 m2. Berapa tegangan yang di hasilkan dari pegas tersebut? A. 9,0 N/m2 B. 5,0 N/m2 C. 4,0 N/m2 D. 3,0 N/m2 E. 2,5 N/m2 Jawaban: C 4. Sebuah kawat luas penampangnya 4 mm2 dan panjangnya 10 m. Kawat diregangkan dengan gaya 48 N. Jika modulus young young tembaga 12
× 1010 N/m2. Berapa pertambahan panjang kawat? A. 14 × 10-4 m B. 13 × 10-4 m C. 12 × 10-4 m D. 11 × 10-4 m E. 10 × 10-4 m Jawaban: E 5. Sebuah pegas mula-mula panjangnya 20cm. Kemudian pada pada salah satu ujungnya digantungkan beban 2 kg, ternyata panjang pegas menjadi 25cm. Jika g = 10 m/s 2. Berapa konstanta pegas tersebut? A. 400 N/m B. 300 N/m C. 250 N/m D. 200 N/m E. 150 N/m Jawaban: A 6. Empat buah pegas identik dengan konstanta pegas k disusun seperti gambar berikut.
Konstanta pegas sistem gabungan di samping adalah ….
A. 15k B. 25k C. 35k D. 45k E. K Jawaban: B 7. Sebuah pegas yang diberikan gaya menghasilkan kurva di bawah ini.
Dua pegas yang identik dengan kosntanta pegas k disusun seperti gambar (1) dan (2), kemudian diberi beban sebesar m. Perbandingan pertambahan panjang sistem (1) dan (2) adalah …. A. 1 : 4 B. 4 : 1 C. 1 : 2 D. 2 : 1 E. 3 : 1 Jawaban: B 10. Grafik di bawah adalah grafik yang menyatakan hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang ( L) dari suatu pegas P, Q, R, S, dan T.
Besarnya konstanta pegas adalah …. A. 20 N.m -1 B. 40 N.m -1 C. 25 N.m -1 D. 50 N.m -1 E. 55 N.m -1 Jawaban: C 8. Dimensi dari tetapan pegas k adalah …. A. [M][L]-1[T]-2 B. [M][L][T]-2 C. [M][T]-2 D. [M][T]-1 E. [M][L]-2 Jawaban: C 9. Perhatikan gambar di bawah ini!
Dari grafik, yang memiliki konstanta pegas terkecil adalah pegas …….. A.P B.Q C.R D.S E.T Jawaban: E
11. Tiga buah pegas identik disusun seperti pada gambar di samping ini!
Jika beban 300 gram digantung pada pegas k 1, pegas akan bertambah panjang 4 cm. Besarnya konstanta susunan pegas (g = 10 m.s−2 adalah… A. 225 N.m −1 B. 75 N.m −1 C. 50 N.m −1 D. 25 N.m −1 E. 5 N.m −1
F = gaya beban pegas, Δx = pertambahan panjang pegas. Dapat disimpulkan pegas memiliki tetapan sebesar.... A. 800 N.m −1 B. 80 N.m −1 C. 8 N.m−1 D. 0,8 N.m −1 E. 0,08 N.m −1 14. Tiga pegas identik dengan konstanta 1000 N.m −1 disusun seperti gambar. (ΔL = pertambahan panjang pegas). Anggap susunan pegas hanya dipengaruhi oleh beban.
12. Tiga buah pegas dirangkai seperti gambar berikut ini.
Jika konstanta pegas k 1 = k 2 =3 Nm−1 dan k 3 = 6 Nm −1, maka konstanta susunan pegas besarnya ... A. 1 Nm −1 B. 3 Nm −1 C. 7,5 Nm −1 D. 12 Nm −1 E. 15 Nm −1 13. Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut:
Jika susunan pegas diberi beban sehingga bertambah panjang 6 cm, maka pertambahan panjang masing-masing pegas adalah....
15. Tiga buah pegas A, B, dan C yang identik dirangkai seperti gambar disamping!
Jika ujung bebas pegas C digantungkan beban 1,2 N maka sistem mengalami pertambahan panjang 0,6 cm, konstanta masing masing pegas adalah.... A. 200 Nm −1 B. 240 Nm −1 C. 300 Nm −1 D. 360 Nm −1 E. 400 Nm −1 16. Karet yang panjangnya L digantungkan beban sedemikian rupa sehingga diperoleh data seperti pada tabel: Beban (W)
2 N
3 N
4 N
Pertambaha 0,5 0,7 1,0 n Panjang 0 5 cm (ΔL) cm cm Berdasarkan tabel tersebut, dapat disimpulkan besar konstanta pegas adalah.... A. 250 Nm −1 B. 360 Nm −1 C. 400 Nm −1 D. 450 Nm −1 E. 480 Nm −1 17. Empat buah pegas identik masingmasing mempunyai konstanta elastisitas 1600 N.m−1, disusun seri-paralel (lihat gambar).
Beban W yang digantung menyebabkan sistem pegas mengalami pertambahan panjang secara keseluruhan sebesar 5 cm. Berat beban W adalah... A. 60 N B. 120 N C. 300 N D. 450 N E. 600 N
18. Dari percobaan menentukan elastisitas karet dengan menggunakan karet ban diperoleh data seperti tabel berikut. Dapat disimpulkan nilai konstanta terbesar adalah percobaan.... No
Gaya (N)
Pertambahan Panjang (m)
A.
7
3,5 ⋅ 10−2
B.
8
2,5 ⋅ 10−2
C.
6
2,0 ⋅ 10−2
D.
9
4,5 ⋅ 10−2
E.
10
3,3 ⋅ 10−2
19. Seorang anak yang massanya 50 kg bergantung pada ujung sebuah pegas sehingga pegas bertambah panjang 10 cm. Tetapan pegas bernilai... A. 500 N/m B. 5 N
C. 50 N/m D. 20 N/m E. 5000 N/m Jawaban: E 20. Perhatikan hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang (Δ X) berikut! Manakah yang memiliki konstanta elastisitas terbesar?
Jawaban: D
21. Andy punya kawat A dan kawat B sama panjang dengan perbandingan diameter 1:2, masing-masing ditarik oleh gaya sebesar F, sehingga mengalami pertambahan panjang dengan perbandingn 3:1. Pertanyaannya berapa nilai perbandingan dari modulus young kawat A dan kawat B? A. ½ B. 3/2 C. 4/3 D. ¾ E. 2/3 Jawaban: C 22. Sebuah pegas yang panjangnya 30 cm tergantung bebas. Ketika pegas
tersebut diberi beban 30 N, ternyata panjangnya menjadi 30,5 cm. tetapan pegas tersebut adalah... A. 3000 N/m B. 4000 N/m C. 5000 N/m D. 6000 N/m E. 7000 N/m Jawaban: D 23. Konstansta dua buah pegas yang dihubungkan secara paralel 100 N/m. jika sebuah pegas dengan konstanta 200 N/m digantungkan pada pegas peralel tersebut. Pertambahan panjang pegas jika beban bermassa 3 kg digantungkan pada pegas adalah... A. 5 cm B. 6 cm C. 7 cm D. 8 cm E. 10 cm Jawaban: E 24. Sepotong kawat yang luas penampangnya 5 x 10 -6 m diregangkan oleh gaya 4 N sehingga panjangnya bertambah 0,03 cm. Jika modulus young kawat 1,6 x 109 N/m2, panjang kawat sekarang adalah.... A. 20 cm B. 30 cm C. 40 cm D. 50 cm E. 60 cm Jawaban: E
25. sebuah pegas akan meregang 1 cm bila ditarik dengan gaya 4 N. Jika pegas ditarik dengangaya 12 N, pegas akan meregang sejauh... A. 2 cm B. 2,5 cm C. 3 cm D. 4 cm
B. 10cm
E. 5 cm
Jawaban: C
C. 15cm
TIPE 2
1. Sepotong kawat yang panjangnya 50 cm memiliki luas penampang 5 mm2. Karena diberi gaya sebesar 5 N, kawat meregang sepanjang 0,025 cm. Besar modulus elastisitas kawat adalah.... A. 108 N/m2 B. 5 x 108 N/m2 C. 8 x 108 N/m2 D. 109 N/m2 E. 2 x 109 N/m2 Jawaban: E 2. Suatu batang baja dengan luas penampang 4mm2 dan panjangnya 40cm ditarik dengan gaya 100 N. Bila modulus elastisitas kawat baja 2 x 1011 N/m.,hitunglah pertambahan panjang benda...mm. A. 0,0005 B. 0,005 C. 0,05 D. 0,5 E. 5
D. 20cm
5.
6.
Jawaban: 3. Sebuah pegas mempunyai konstanta pegas 25 N/m. Pertambahan panjang pegas jika pegas itu diberi gaya sebesar 10 N adalah... A. 40 cm B. 50 cm C. 60 cm D. 70 cm E. 25 cm
7.
Jawaban: 4. Sebuah beban digantungkan pada dua buah pegas yang dihubungkan paralel. Konstanta masing-masing pegas ini adalah 200N/m dan 100N/m. Bila benda yang digantung bermassa 3kg,maka pertambahan panjang sistem pegas ini adalah... A. 5cm
8.
E. 25cm Jawaban: Sebuah beban digantungkan pada 2 buah yang dihubungkan seri. Konstanta masing-masing pegas ini 100 N/m dan 300 N/m. Berapa cm sistem pegas ini bertambah panjang bila daya yang diberikan beban 30 N? A. 30cm B. b. 60cm C. c. 40cm D. d. 50cm E. e. 10cm Jawaban: Sebuah logam memiliki modulus Young 4x106 N/m2, luas penampangnya 20cm2 dan panjang batangnya adalah 5m. Konstanta gaya dari logam tersebut adalah... A. 800 N/m B. 1600 N/m C. 400 N/m D. 6400 N/m E. 3200 N/m Jawaban: Besarnya tegangan yang diklakukan pada sebuah batang adalah 2x10 6 N/m. Jika panjang batang tersebut adalah 4m dan modulus elastisitasnya adalah 2,5x108 N/m2, maka pertambahan panjang batang adalah... A. 0,8cm B. 1,6cm C. 3,2cm D. 5,0cm E. 6,4cm Jawaban: Dua pegas dengan konstanta gaya 400 N/m. Kedua pegas itu diparalelkan. Tentukan besarnya gaya yang dibutuhkan untuk menarik pegas sehingga bertambah panjang 5cm...
A. B. C. D. E.
20 N 40 N 80 N 120 N 160 N Jawaban: 9. Dua buah pegas masing-masing memiliki konstanta 200N/m dan 600N/m, disusu seri dan diberi beban 40 N. Pertambahan panjang susunan pegas tersebut adalah... A. 25,5cm B. 26,7cm C. 27,3cm D. 28,4cm E. 29,8cm Jawaban: 10. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas k=400N/m. Saat beban bermassa 10kg digantungkan pada ujung pegas , ternyata ujung pegas menjadi 85 cm. Panjang mula-mula pegas adalah... A. 30cm B. 20cm C. 60cm D. 80cm E. 90cm Jawaban: 11. Dalam suatu praktikum untuk menentukan konstanta pegas diperoleh data sebagai berikut.Jika F adalah gaya dan L pertambahan panjang. Konstanta pegas yang digunakan adalah ...
A . 100 N m-1 B . 200 N m-1 C . 300 N m-1 D . 400 N m-1 E . 500 N m-1 Jawaban: 12. Grafik hubungan antara gaya F (N) terhadap pertambahan panjang ∆x suatu pegas ditunjukkan pada gambar di samping. Menurut grafik tersebut, konstanta pegasnya adalah …
A. 1.000 N m – 1 B. 900 N m – 1 C. 800 N m – 1 D. 750 N m – 1 E. 600 N m – 1 Jawaban: 13. Batang serba sama (homogen) panjang L, ketika di tarik dengan gaya F bertambah panjang sebesar ∆L. Agar pertambahan panjang menjadi 4 ∆L maka besar gaya tariknya adalah … A. ¼F B. ½F C. 2F D. 4F E. 16 F Jawaban:
