ELASTI SI TASPEGAS
SoalNo.1
Se bu ahpe ga sdi g an t u ngde ng anpo s i s i s e pe r t i g amb arb er i k u t !Pe ga sk emu di a nd i b er i b eb anbe nd a ber mass aM =500gr am sehi nggaber t amb mbahpanj ang5cm. m.
T e nt u k a n: a)Ni l ai k ons t ant apeg as b)Ener gi po t ens i al peg aspadak on di s i I I c )En er g ip ot e ns i a lp eg asp ad ak o nd i s i I I I(b en daM k e mu mu di a nd i t a r i ks eh i n gg ab er t a mb mb ahpa nj a ng7c m) m) d)Ener gi pot ens i als i s t e mp eg as padak ondi s iI I I e)Per i odege t ar any angt er j adi j i k apeg asd i s i mpangk anhi nggaber get arhar moni s f )Fr ek uens i ge t ar anpeg as Pemb mbaha sa n
a)Ni l ai k ons t ant apeg as Ga y a g a y ay a n gb ek e r j ap a dab e nd aM s a a tk o n di s i I Ia da l a hg a y ap eg asd en ga na r a hk eat a sda ng a y a b er a td en g anar a hk eb a wa h.Ke du ab en d ad al a mk o n di s i s e i mb an g.
b)Ener gi po t ens i al peg aspadak on di s i I I
c )En er g ip ot e ns i a lp eg asp ad ak o nd i s i I I I(b en daM k e mu mu di a nd i t a r i ks eh i n gg ab er t a mb mb ahpa nj a ng7c m) m)
d)Ener gi pot ens i als i s t e mp eg aspadak ondi s iI I I
e)Per i odege t ar any angt er j adi j i k apeg asd i s i mpangk anhi nggaber get arhar moni s
f )Fr ek uens i ge t ar anpeg as
SoalNo.2
En am b ua hp eg asi d en t i kd i s u s uns eh i n gg at e r b en t u ks ep er t i g amb ard ib awa h.Pe ga sk e mu mu di a n d i g a nt u ng ib e ba nb er ma s s aM .
J i k ak o ns t a nt ama ma s i n gma s i n gp eg a sad al a h1 0 0N/ m,d anma ma s s aM a da l a h5k g ,t e n t u k a n: a )Ni l ai k o ns t a nt as us un anp eg as b )Be s a rp er t a mb mb a ha np er t a mb mb ah a np an j a ngs u s un anpe g ass e t e l a hd i g a nt u ng ima s s aM Pemb mbaha sa n
a )Ni l ai k o ns t a nt as us un anp eg as
( Speci al Thanksf orMasMu Muhamm mmadI bnuh uht t p: / / t hr oughmy f enc e. bl ogs pot . c om at ask or ek s i n y a) b )Be s a rp er t a mb mb a ha np er t a mb mb ah a np an j a ngs u s un anpe g ass e t e l a hd i g a nt u ng ima s s aM
( Unt ukAdekI s al ) : Penj el asanTamb mbahan 2 a)Pe ga s1,p eg as2da np eg as3di s u s unpa r a l e l ,b i s adi g an t i d en ga ns a t ubu ahpe ga ss aj a ,n ama k an k mi mi s al n y a.Unt uks us unanpar al el t o t al k ons t ant an y at i ngg al di j uml a hk ans aj aDek ,s ehi ngg ak123 =100 123 +100+100=300N/ m Pe ga s4da np eg asl i maj u gadi s u s unpa r a l e l ,p en gg an t i n y as a t upe ga ss aj a ,n ama k ank45, k =100+100=200N/ m 45 T er ak hi rk i t at i nggal puny a3pegas ,y ai t uk123 =300N/ m,k45 =200N/ m dank6 =100N/ m yangdi sus un s er i . Tr u s , . . c ar i ktotal d en ga nr u mu mu su nt uks us un anse r i ( p ak es ep er s e perg t )s e per t i j a wa ba nd ia t a s.
2 b)Be nd aM d i p en ga r u hi g ay agr a v i t a s i/b er a t n y a( W)y a nga r a hn y ak eba wa h.Ke na pat i d ak j at uh, . . k ar enadi t ahanol ehpegas( adagay apegasFp)y a nga r a hn y ak eat a s .Be nd ad al a mk o n di s i d i a m, s e h i n gg ag a y ak ega y ab er a tb es a r n y ah ar u ss a made ng a ng a y ape ga s .J a di Fp =W.RumusFp =k ∆x , s ement ar ar umusW =mg. SoalNo.3
Pe r h at i k a ng amb arb er i k u t !Pe ga s p eg asda l a ms u s un ana da l a hi d en t i kda nma s i n gma s i n gme mi l i k i k o ns t a nt as e be s ar2 00N/ m.
Gamba r3a
Gamba r3b T e nt u k a n: a )n i l a it o t a lk o ns t a nt as us u na np eg aspa dag amb ar3 a b )n i l a it o t a lk o ns t a nt as us u na np eg aspa dag amb ar3 b Pembaha sa n
a )n i l a it o t a lk o ns t a nt as us u na np eg aspa dag amb ar3 a Su s un anpa daga mb ar3 ai d en t i kd en ga n4pe ga sy a ngdi s u s unpa r a l e l ,s e hi n gg aktot =200+200+200+ 200=800N/ m b )n i l a it o t a lk o ns t a nt as us u na np eg aspa dag amb ar3 b
SoalNo.4
Se bu ahbe nd ab er ma s s aM =1 , 9 0k gd i i k a td en g anpe g asy a n gd i t a na mp ad as e b ua hd i n di n gs e p er t i gambardi bawah!BendaM kemudi andi t embakdenganpel ur uber massam =0, 10kg.
J i k apel ur ut er t ah andi dal am bal okda nbal okber ger akk ek i r i hi ngg aber hen t i s ej a uhx=25cm,t e nt uk an k e c ep at a np el u r uda nb al o ks aa tmu l a ib er g er a kj i k an i l a ik o ns t a nt ap eg asad al a h2 00N/ m! Pembaha sa n
Pe l u r ub er a dad id al a mb al o k ,s e hi n gg ak e c ep at a nk e du an y as a mab es a r n y a ,y a i t uv .
Ba l o kda np el u r ui n ip un y ae ne r g ik i n et i kEK.Ken ap ak e mu di a nb er h en t i ?Ka r e nadi l a wa no l e hg es ek a n p ad al a nt ai .J a di p er s ama anu nt u kk as u si n ia dal a h:
Ma s ukd at a ny au nt u kme nd ap at k a nk e c e pa t a na wa lg er a kba l o k( d anpe l u r udi d al a mn y a ):
SoalNo.5
Per hat i k angambarber i k uti ni !
T e nt u k a n: a)ni l ai k ons ant ape gas b )e n er gi po t e ns i a lp eg ass aatx=0, 0 2me t e r ( Sumbergambar:SoalUNFi si ka2008KodeSoalP4) Pembaha sa n
a)ni l ai k ons ant ape gas
b )e n er gi po t e ns i a lp eg ass aatx=0, 0 2me t e r
SoalNo.6
Seor anganakyangmassanya50kgber gant ungpadauj ungsebuahpegassehi nggapegasber t ambah panj a ng10cm.T et apanpegasb er ni l ai . . . A.5 00N/ m B.5N C.5 0N/ m D.2 0N/ m E.5000N/ m Pembaha sa n
k ∆x=mg k( 0, 1)=5 0( 10) k=5000N/ m SoalNo.7
Pe r h at i k a nh ub un ga na nt a r aga y a( F)t e r h ad appe r t a mb ah anpa nj a ng( ∆X)b er i k u t !Ma na k ahy an g memi l i k ik ons t ant ael as t i s i t ast er bes ar ?
Pembaha sa n
Ga y ae l a s t i k ,g ay apeg as : F=k ∆x k=F/ ∆x Pal i ngbes ar ? A.k=50/1 0=5 B.k=5 0/0 , 1=5 00 C.k=5/0 , 1=5 0 D.k=5 00/0 , 1=5 00 0 E.k=50 0/1 0=50 ( el as t i s i t as-unfi si k as ma2013)
SoalNo.8
Unt ukmer enggangkanpegassebesar5cm di per l ukangaya10N.Tent ukanper t ambahanpanj angpegas j i k adi t ar i kdengangay as ebes ar25N! Pembaha sa n
Da r i r u mu sga y ape g asd i p er o l e hb es a rk o n s t a n t ap e ga s ,j a n ga nl u pau ba hc mk em: F=k ∆x 1 0=k ( 0 , 0 5)k=1 0/ 0 , 0 5 k=200N/ m Unt ukF=25N,dengank=200N/ m F=k ∆x 25=20 0∆x ∆x=25/ 200met er=12, 5c m. Se l a i nc ar adi a t a sbi s aj u gade ng anca r ap er b and i n ga n,h as i l n y as ama . SoalNo.9
Un t u kme r e g an g k ans eb u ahpe g ass e b es a r4c md i p er l u k a nu s a ha0, 1 6J .Ga y ay a n gd i p er l u k a nu nt u k me r e ga ng k anpe ga st e r s e bu ts e pa nj a ng2c md i p er l u k anga y as eb es a r . . . A.0, 8N
B.1, 6N C.2, 4N D.3, 2N E.4, 0N ( u mp t n1 9 96 ) Pembaha sa n
Dat a: ∆x=4c m =0, 04m W =0 , 1 6j o ul e Us ah apeg ast i dakl ai ns el i s i he ner gi po t e ns i al pegas ,d al am h al i ni bi s adi anggapdar i k ondi s i ∆x=0m menj ad∆x=0, 04m W =∆Ep 2 W =1/ 2k( ∆x) 2 0, 16=1/ 2k( 0 , 04) k=200N/ m Ke mb al i k er u mu sg a y ape ga sd en g anp er t a mb ah anp an j a n gy a n gdi mi n t as e k a r a nga da l a h2c m ∆x=2c m =0, 02m F=k ∆x F=2 0 0( 0 , 0 2 )=4ne wt o n. SoalNo.10
Sepot ongkawatl ogam homogendenganpanj ang140cm danl uaspenampangny a2mm 2 ket i k adi t ar i k d en g ang a y as eb e s ar1 00Nb er t a mb ahp an j a ng1mm.Mo du l u se l a s t i kb a ha nk a wa tl o g am t e r s e b ut adal ah. . . . A.7×108 N/ m2 B.7×109 N/ m2 C.7×1010 N/ m2 D.7×1011 N/ m2 E.7×1017 N/ m2 ( Modul usEl as t i s i t as-UANFi s i k a2002) Pembaha sa n
Dat a: F=100N Lo=140cm =1, 4m 2 A=2mm =2×10−6 m2 ∆L=1mm =10−3 m E=. . . . Ru mu smo du l u sel a s t i s i t a sat a umo du l u sy o un g
Di manaF=gaya,Lo=panj angmul amul a,A=l uaspenampang,∆L=per t ambahanpanj ang,danE= mo du l u se l as t i s i t a s,s emu an y ada l a ms at u ans t an da r . Masukandat anya
SoalNo.11
Sus unanpegasber i k uti ni memi l i k ik ons t ant apenggant i s ebes ar . . . . .
A.2 00N/ m B.2 25N/ m C.250N/ m D.400N/ m E.7 50N/ m SoalNo.12
Se bu ahpi p av e r t i k a lt e r p as a ngdi d al a mn y as e bu ahpe ga sda ns e bu ahpe na mp an gl i n gk a r a nd ar i k a r e t ber j ar i j ar i 10c ms eper t i t er l i hatpadagambarber i k ut .
Contoh soal elastisitas dan hukum Hooke dan pembahasan
Contoh soal Modulus Young Sepotong kawat homogen panjangnya 140 cm dan luas penampangnya 2 mm2. Ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N, bertambah panjang 1 mm. odulus elastik kawat bahan kawat tersebut adalah... !." . 108 N#m2 $." . 109 N#m2 %." . 1010 N#m2 &." . 1011 N#m2 '." . 1012 N#m2
Contoh soal hukum Hooke dan pembahasan Nomor 1
(ambar di bawah menunjukkan gra)ik hubungan antara gaya *+ dengan pertambahan panjang pegas *-.
&ari gra)ik tersebut konstanta pegas adalah... !.100 N#m $.200 N#m %./00 N#m &.00 N#m '.000 N#m
Nomor 2
&alam suatu praktikum untuk menentukan konstanta suatu pegas diperoleh data sebagai berikut No + *N - *cm 1 10 2,0 2 1 /,0 / 20 4,0 4 2 ,0 /0 ,0 3ika + adalah gaya dan - adalah pertambahan panjang pegas, maka konstanta pegas yang digunakan adalah... !.100 N#m $.200 N#m %./00 N#m &.400 N#m '.00 N#m
Nomor 3
Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberi gaya /0 N. ertambahan panjang pegas jika diberi gaya 21 N adalah... !.2 cm $./ cm %. cm &. cm '." cm
Contoh soal energi potensial pegas dan pembahasan Nomor 1
Sebuah tali karet diberi beban /00 gram dan digantung 5ertikal pada sebuah stati). 6ernyata karet bertambah panjang 4 cm *g 7 10 m#s2. 'nergi potensial karet tersebut adalah... !.", . 10-2 joule $.,0 . 10-2 joule %.4, . 10-2 joule &./,0 . 10-2 joule '.1, . 10-2 joule
Nomor 2
ercobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut ercobaan 1 2 /
+ *N 88 4 40
- *cm 11 8
'nergi potensial yang dihasilkan ketika pegas bertambah panjang 2 cm adalah... !.0,/2 3 $.0,1 3 %.0,08 3 &.0,0 3
'.0,04 3
Contoh soal susunan pegas dan pembahasan Nomor 1
6iga pegas identik dengan konstanta 1000 N#m disusun seperti gambar.
3ika susunan pegas diberi beban sehingga bertambah panjang cm, maka pertambahan panjang masing9masing pegas adalah..
Nomor 2
6iga buah pegas disusun seperti gambar dibawah.
3ika konstanta pegas k1 7 k2 7 / N#m dan k3 7 N#m, maka konstanta susunan pegas besarnya... !.1 N#m $./ N#m %.", N#m &.12 N#m '.1 N#m
Nomor 3
6iga buah pegas identik disusun seperti gambar.
3ika massa beban /00 gram *g 7 10 m#s2 digantung pada pegas k1 pegas bertambah panjang 4 cm. $esarnya konstanta susunan pegas adalah... !.22 N#m $." N#m %.0 N#m &.2 N#m '. N#m
Nomor 4
6iga pegas identik masing9masing mempunyai konstanta 200 N#m tersusun seri paralel seperti gambar dibawah.
ada ujung bawah susunan pegas digantungi beban seberat w sehingga susunan pegas bertambah panjang / cm. $erat beban w adalah... !.1 N $.2 N %./ N &.4 N '.10 N
Soal-soal latihan elastisitas dan hukum Hooke Nomor 1
egas yang panjangnya : digantungkan beban sedemikian sehingga diperoleh data sebagai berikut $erat beban 2N /N 4N ertambahan panjang *cm 0,0 0," 1,0 $erdasarkan tabel tersebut, dapat disimpulkan besar konstanta pegas adalah... !. 20 N#m $. /0 N#m %. 400 N#m &. 40 N#m '. 480 N#m Nomor 2
(ra)ik hubungan antara gaya *+ terhadap penambahan panjang *; suatu pegas ditunjukkan gambar dibawah.
Konstanta pegas yang digunakan adalah... !.1000 N#m $.<00 N#m %.800 N#m &."00 N#m '.00 N#m Nomor 3
(ra)ik *+9 menunjukkan hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas.
$esar energi potensial pegas berdasarkan gra)ik di atas adalah... !.20 joule $.1 joule %./,2 joule &.1, joule '.1,2 joule Nomor 4
(ra)ik dibawah menunjukkan hubungan antara gaya *+ dengan pertambahan panjang *; sebuah pegas.
'nergi potensial pegas pada saat mengalami pertambahan panjang 14 cm adalah... !.11,2 joule $., joule %.1,12 joule &.0, joule '.0,112 joule Nomor 5
'mpat pegas identik masing9masing memiliki konstanta /00 N#m disusun seperti gambar= Konstanta gabungan keempat pegas adalah... !.10 N#m $.22 N#m %./00 N#m &.<00 N#m '.1200 N#m
1 .Su at uz atc ai rd en ga nma ss aj e ni s80 0k g / m 3 k e mu di a nd i ma s uk k a nk ed al a mp i p ah i n gg as e t i n gg i3 5 c m.Pe ga st e r t e k ank eba wa hh i n gg ap os i s i n y as e t i n gg ih .J i k ak o ns t a nt ap eg asad al a h2 00N/ md an 2 per c epat angr a vi t as i10m/ st ent uk anni l ai h! Pembaha sa n
So al i n ime ng hub un gk ant o pi kg ay ape gasd en ga ng ay abe r a td ar i c a i r a na t a ufl u i da .I n ga ts el ai nr u mus b er a tw=mg ,b i s aj u gaw =ρgV,d i ma naρa d al a hma s s aj e ni sb e nd ad a nVa da l a hv o l u mebe nd a .J i k a b en dab er b en t ukt a bu ng,v o l u meb en dabi s ad i g an t i d en ga nl u asal a sk al i t i n ggi a t a uh A,s eh i n gg aw=ρ gh A. T en t u ka nd ul upe r u bah anpa nj a ngpe ga sa ki b atd i i s i n y ap i pade ng anc ai r a n:
Ga y ad ar i p eg as=Ga y ada r i z a tc ai r
Dengandemi ki anh=50cm −44cm =6cm
1 .Se bu ahpe ga sy an gb er s i f a te l a s t i smemi l i k i l u asp en ampa mg10 0m2 .J i k ape ga sdi t a r i kd en gan g a y a15 0Ne wt o n.T e nt u k a nt e g an g any a ngdi a l a mi p eg a s! Di k et ahui : A:100m2 F:1 50N Di t a ny a: σ...? Ja wab: σ:F/A σ:150N/100m2 σ:1 . 5N/ m2 2.Sebuahkawatyangpanj angnya100cm di t ar i kdengangaya100Newt on.Yangmenyebabkan pegasber t ambahpanj ang10cm.Tent ukanr egangankawat! Di k et ahui : L o:1 00c m ∆L:10c m F:1 00 N Di t a ny a: e.. .. ? j awab: e:∆L/ Lo e:1 0c m /1 0 0c m e:0. 1 3 .Di k e t a hu ip an j a ngs e bu ahp eg a s25c m.Se bu ahb al o kb e r ma s s a2 0g r a md i g a nt u ng k a np ad a p eg ass e hi n gg ap eg asb er t a mb ahpa nj a ng5c m.T e nt u k anmo du l u sel a s t i s i t a sj i k al u asp en amp an g pegas100c m2! Di k et ahui : L o:2 5c m ∆L:5c m m :2 0g r a m :0 . 0 2k g F:w:m .g:0. 02( 10):0. 2N A:1 00c m :0 . 0 1m Di t a ya: E.... ? Ja wab:
E:σ/ e E:( F/ A)/( ∆L/ Lo) E:(0 . 2N/0 . 0 1m2 )/( 5c m/ 2 5c m) E:( 20N/ m2) /( 0. 2) E:100N/ m2 4 .Se bu ahpe ga sp an j a ng ny a2 0c m.J i k amo du l u sel a s t i s i t a sp eg as4 0N/ m2da nl u ask e t a pe l1m2 . T e nt u k anbe s arg a y ay a ngd i p er l u k anag arp eg asb e r t a mb ahpa nj a ng5c m Di k et ahui : L o:2 0c m E:40N/ m2 A:1m2 ∆L:5c m Di t a ny a: F.. .. ? Ja wab: E:σ/ e E:( F/ A)/( ∆L/Lo) 4 0N/ m2 :( F/1m2 )/( 5 c m/ 2 0c m) 4 0N/ m2: (F/1m2)/¼ 160N/ m2:F/ 1m2 F:1 60N
1. Tali nilon berdiameter 2 mm ditarik dengan gaya 100 Newton. Tentukan tegangan tali! Pembahasan Diketahui : Gaya tarik ( " 100 Newton Diameter tali (d " 2 mm " 0#002 meter $ari%&ari tali (r " 1 mm " 0#001 meter Ditanya : Tegangan tali $awab : 'uas enamang tali :
Tegangan tali :
2. )eutas tali memunyai an&ang mula%mula 100 *m ditarik hingga tali tersebut mengalami ertambahan an&ang 2 mm. Tentukan regangan tali! Pembahasan Diketahui :
Ditanya : +egangan tali $awab : +egangan tali :
,. )uatu tali berdiameter - mm dan memunyai an&ang awal 2 meter ditarik dengan gaya 200 Newton hingga an&ang tali berubah men&adi 2#02 meter. itung (a tegangan tali (b regangan tali (* modulus elastisitas /oung! Pembahasan Diketahui :
Ditanya : (a Tegangan (b +egangan (* odulus /oung $awab : (a Tegangan
(b +egangan
(* odulus /oung
-. )eutas tali nilon berdiameter 1 *m dan an&ang awal 2 meter mengalami tarikan 200 Newton. itung ertambahan an&ang senar tersebut! nilon " 3 10 4 N5m2 Pembahasan Diketahui :
Ditanya : Pertambahan an&ang $awab : +umus odulus /oung :
Pertambahan an&ang nilon :
Pertambahan an&ang tali nilon " 0#26 milimeter . Tiang beton memunyai tinggi meter dan luas enamang lintang , m ,menoang beban bermassa ,0.000 kg. itunglah (a tegangan tiang (b regangan tiang (* erubahan tinggi tiang! Gunakan g " 10 m5s 2. odulus elastis /oung 7eton " 20 3 104 N5m2 Pembahasan Diketahui :
Ditanya : (a Tegangan tiang (b +egangan tiang (* Perubahan tinggi tiang! $awab : (a Tegangan tiang
(b +egangan tiang
(* Perubahan tinggi tiang
Tiang bertambah endek 0#02 milimeter.
1. Tiga egas identik# masing%masing memunyai konstanta elastisitas 200 N5m tersusun seri%aralel seerti ada gambar di bawah. Pada u&ung bawah susunan egas digantungi beban seberat w sehingga susunan egas bertambah an&ang 1 *m. 7erat beban w adalah8
Pembahasan Diketahui : 9onstanta masing%masing egas (k 1 " k2 " k, " 200 N5m Pertambahan an&ang sistem egas (3 " 1 *m " 0#01 meter Ditanya : berat beban (w $awab : Terlebih dahulu hitung konstanta pegas gabungan. Pegas 1 dan egas 2 tersusun se*ara aralel. 9onstanta egas enggantinya adalah : k " k1 k2 " 200 200 " -00 Newton5meter
Pegas engganti susunan aralel (k dan egas , (k, tersusun se*ara seri. 9onstanta egas enggantinya adalah : 15k " 15k 15k, " 15-00 15200 " 15-00 25-00 " ,5-00 k " -005, Newton5meter itung berat beban menggunakan rumus hukum Hooke. "w"k3 w " (-005,(0#01 " -5, Newton Gaya berat beban adalah -5, Newton 2. mat egas identik memunyai konstanta masing%masing sebesar 00 N5m# tersusun se*ara seri%aralel. Tentukan ertambahan an&ang sistem egas ketika diberi beban sebesar 20 Newton.
Pembahasan Diketahui : 9onstanta masing%masing egas (k 1 " k2 " k, " k- " 00 N5m Gaya berat beban (w " 20 Newton Ditanya : ertambahan an&ang sistem egas (3 $awab : Terlebih dahulu hitung konstanta egas gabungan. Pegas 1# egas 2 dan egas , tersusun se*ara aralel. 9onstanta egas enggantinya adalah : k " k1 k2 k, " 00 00 00 " 100 Newton5meter
Pegas engganti susunan aralel (k dan egas - (k- tersusun se*ara seri. 9onstanta egas enggantinya adalah : 15k " 15k 15k, " 15100 1500 " 15100 ,5100 " -5100 k " 1005- " ,; Newton5meter Gunakan rumus hukum ooke untuk menentukan ertambahan an&ang sistem egas. Pertambahan an&ang sistem egas adalah : 3"5k"w5k 3 " 20 5 ,; 3 " 0#0 meter 3 " *m ,. mat egas identik disusun seri%aralel seerti gambar di bawah. 9etika diberi beban sebesar 20 Newton# sistem egas bertambah an&ang - *m. Tentukan (a konstanta gabungan sistem egas yang tersusun seri%aralel (b konstanta masing%
masing egas.
Pembahasan Diketahui : Gaya berat beban (w " 20 Newton Pertambahan an&ang sistem egas (3 " - *m " 0#0- meter $awab : (a konstanta gabungan sistem pegas k"53"w53 k " 20 5 0#0- " 00 Newton5meter (b konstanta masing-masing pegas 9eemat egas identik sehingga keemat egas memunyai konstanta yang sama. $ika egas 1# egas 2 dan egas , diganti dengan sebuah egas maka akan terdaat dua egas# yakni egas engganti aralel (k dan egas - (k-. 9edua egas ini tersusun se*ara seri. +umus untuk menentukan konstanta susunan seri adalah : 15k " 15k 15k1500 " 15k 15k- <% ersamaan 1 k adalah konstanta egas engganti untuk egas 1# egas 2 dan egas , yang tersusun aralel. 9arena ketiga egas identik maka konstanta masing%masing egas memunyai besar yang sama dan daat diwakili oleh huru= k. k " k1 k2 k, k " k k k k " ,k <% ersamaan 2 Gantikan k ada ersamaan 1 dengan k ada ersamaan 2. Gantikan &uga k -dengan k 1500 " 15,k 15k 1500 " 15,k ,5,k 1500 " -5,k ,k " (-(00 ,k " 2000 k " 2000 5 , k " 66; N5m (hasil embulatan $adi konstanta masing%masing egas adalah k 1 " k2 " k, " k- " 66; Newton5meter.
Soal ! Soal No. 1
Sebuah pegas digantung dengan posisi seperti gambar berikut= egas kemudian diberi beban benda bermassa 7 00 gram sehingga bertambah panjang cm.
6entukan
a Nilai konstanta pegas b 'nergi potensial pegas pada kondisi >> c 'nergi potensial pegas pada kondisi >>> * benda kemudian ditarik sehingga bertambah panjang " cm d 'nergi potensial sistem pegas pada kondisi >>> e eriode getaran yang terjadi jika pegas disimpangkan hingga bergetar harmonis ) +rekuensi getaran pegas Pembahasan
a Nilai konstanta pegas (aya9gaya yang bekerja pada benda saat kondisi >> adalah gaya pegas dengan arah ke atas dan gaya berat dengan arah ke bawah. Kedua benda dalam kondisi seimbang.
b 'nergi potensial pegas pada kondisi >>
c 'nergi potensial pegas pada kondisi >>> * benda kemudian ditarik sehingga bertambah panjang " cm
d 'nergi potensial sistem pegas pada kondisi >>>
e eriode getaran yang terjadi jika pegas disimpangkan hingga bergetar harmonis
) +rekuensi getaran pegas
Soal No. 2
'nam buah pegas identik disusun sehingga terbentuk seperti gambar di bawah. egas kemudian digantungi beban bermassa .
3ika konstanta masing9masing pegas adalah 100 N#m, dan massa adalah kg, tentukan a Nilai konstanta susunan pegas b $esar pertambahan pertambahan panjang susunan pegas setelah digantungi massa Pembahasan
a Nilai konstanta susunan pegas
b $esar pertambahan pertambahan panjang susunan pegas setelah digantungi massa
Soal No. 3
erhatikan gambar berikut= egas9pegas dalam susunan adalah identik dan masing9masing memiliki konstanta sebesar 200 N#m.
Gambar 3a
Gambar 3b
6entukan a nilai total konstanta susunan pegas pada gambar /a b nilai total konstanta susunan pegas pada gambar /b Pembahasan
a nilai total konstanta susunan pegas pada gambar /a Susunan pada gambar /a identik dengan 4 pegas yang disusun paralel, sehingga k tot 7 200 ? 200 ? 200 ? 200 7 800 N#m b nilai total konstanta susunan pegas pada gambar /b
Soal No. 4
Sebuah benda bermassa 7 1,<0 kg diikat dengan pegas yang ditanam pada sebuah dinding seperti gambar dibawah= $enda kemudian ditembak dengan peluru bermassa m 7 0,10 kg.
3ika peluru tertahan di dalam balok dan balok bergerak ke kiri hingga berhenti sejauh 7 2 cm, tentukan kecepatan peluru dan balok saat mulai bergerak jika nilai konstanta pegas adalah 200 N#m= Pembahasan
Kecepatan awal gerak balok *dan peluru di dalamnya
Soal No. 5
erhatikan gambar berikut ini=
6entukan a nilai konsanta pegas b energi potensial pegas saat 7 0,02 meter *Sumber gambar Soal @N +isika 2008 Kode Soal 4 Pembahasan
a nilai konsanta pegas
b energi potensial pegas saat 7 0,02 meter Sumber http##)isikastudycenter.com#)isika9i9sma#/29elastisitas9gaya9pegas
Soal $
1. Sebuah keluarga yang terdiri dari empat orang yang total massanya 200kg masuk ke dalam mobil sehingga pegas mobil tertekan ke bawah sejauh / cm. &engan menganggap pegasnya tunggal, berapakah tetapan pegas mobil ituA a. , B 104 N#m b. ", B 10/ N#m c. , B 10 / N#m d. ",0 B 104 N#m e. ", B 104 N#m Pembahasan:
(aya berat w=m.g 7 *200 kg*<,8 m#s 2 7 1.<0 N *menyebabkan pegas tertekan sejauh x = / cm 7 0,0/ m Cleh karena itu,di peroleh k = +# x 7 1<0 N#0,0/ m 7 , B104 N#m *a 2. Sebuah beban bermassa m digantungkan pada ujung bawah pegas dengan tetapan pegas k= 0 N#m. $erapa periode osilasi pegasA a. 2,8 s b. 0.2 s c. 0,28 s d. 1,2 s e. 2, s Pembahasan:
eriode osilasi *6 ditentukan dengan persamaan 6 7 2D E m/k 7 2 DE 0,1 kg# 0 N#m 7 0,28 s *c /. anjang tali ayunan adalah 20 cm, jika perceepatan gra5itasi 10m#s 2 dan sudut ele5asi /"F. $erapa besar gaya pemulih pada kedudukan tersebutA a. 2, N b. 2,4 N c. 2," N d. /,0 N e. /, N Pembahasan:
$esar gaya pemulih dapat dihitung dengan persamaan + 7 m.g sin G 7 *0,4 kg*10 m#s 2 *sin /"F 7 *0,4 kg*10 m#s 2* 0, 7 2,4 N *b 4. Seekor nyamuk dengan massa 0,20 gram terperangkap di sarang laba9laba. 3ika sarang tersebut bergetar dengan )rekuensi 20 HI, berapa nilai konstanta pegas sarang tersebutA a. /, N#m b. 4,0 N#m c. /,10 N#m d. 2,0 N#m e. /,1 N#m Pembahasan:
m 7 0,20 gr 7 2 B 10 94 menggunakan persamaan )rekuensi, yaitu f = 1 E k#m 2D k 7 *2Df 2 B m k 7 *,28 B 202 B 2 B 10 94 k 7 /,1 N#m *e . &ua pegas masing9masing dengan tetapan 2 N#m. 3ika disusun secara paralel, maka tetapan pegas susunan adalah a. 0,2 N#m b. / N#m c. 1, N#m d. 2, N#m e. 4 N#m Pembahasan:
pararel 7 k1 ? k2 k1 7 2 N#m k2 7 2 N#m ktotal 7 k1 ? k2 ktotal 7 2 N#m ? 2 N#m 7 4 N#m *e . &iberikan gaya pada suatu pegas 200 N dengan luas penampang batang 0 m 2. $erapa tegangan yang di hasilkan dari pegas tersebutA a. <,0 N#m 2 b. ,0 N#m 2 c. 4,0 N#m 2 d. /,0 N#m 2 e. 2, N#m 2 Pembahasan:
tegangan 7 stress 7 J J 7 + #! + 7 200 N ! 7 0 m2 J 7 200 N# 0 m 2 7 4,0 N#m2 *c ". Sebuah kawat luas penampangnya 4 mm 2 dan panjangnya 10 m. Kawat diregangkan dengan gaya 48 N. 3ika modulus young tembaga 12 B 10 10 N#m2. $erapa pertambahan panjang kawatA a. 14 B 10 94 m b. 1/ B 10 94 m c. 12 B 10 94 m d. 11 B 10 94 m e. 10 B 10 94 m Pembahasan:
;l A disini kita memakai persamaan dari rumus modullus young *' ' 7 J # 7 *+#!#*;l/l 7 +.l # !.;l Δl =* +.l # *'.! 7 *48 N. 10 m # *12 B 1010 B 4B 109 7 10 B 1094 m *e 8. Sebuah pegas mula9mula panjangnya 20cm. Kemudian pada salah satu ujungnya digantungkan beban 2 kg, ternyata panjang pegas menjadi 2cm. 3ika g 7 10 m#s 2. $erapa konstanta pegas tersebutA
a. 400 N#m b. /00 N#m c. 20 N#m d. 200 N#m e. 10 N#m Pembahasan:
+ 7 k .; x k 7 + # ; x + 7 m. g 7 2 B 10 7 20 N ; x 7 0,2 L 0,20 7 B 10 92 m k 7 20 N# B 10 92 m
7 400 N#m *a <. Sebuah bergetar dengan )rekuensi 40 HI selama 1 menit karena di beri gaya /0 N. $erapakah )ase getarannyaA a. 240 b. 2400 c. /00 d. /0 e. 20 Pembahasan:
f 7 40 HI dan t 7 1 menit 7 0 s
6 7 1#f 7 1# 40 )ase getaran 7 t# 6 7 0 # 1#40 7 0 . 40 #1 7 2400 *b 10. Sebuah pegas yang diberi beban bergetar harmonis dengan amplitudo 12cm dan periode 0, detik. $erapakah kecepatan partikel saat simpangannya cmA a. 1/,00 m#s b. 12," m#s c. 1,/0 m#s d. 1,2" m#s e. 12,18 m#s Pembahasan:
Kecepatan jika y 7 cm y 7 ! sin *2D.t#6 7 12 sin */0.t#0, isalkan */0.t#0, 7 x maka 7 12 sin x sin x 7 #12 sin x 7 0, x 7 /0F cos */0.t#6 7 cos x 7 cos /0F 7 M E/ maka kecepatannya 5 7 2D!#6 cos */0.t#6 7* 2D B 12#0, *1#2E/ 7 *12 D#0,*E/ 7 24D E/ 7 1/0,/ cm#s 7 1,/0 m#s *c
