HUKUM HOOKE (Disusun sebagai laporan dalam menyelidiki hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas )

HUKUM HOOKE

(Disusun sebagai laporandalam menyelidiki hubungan antara gaya dengan 

pertambahan panjang pegas )

A.    Tujuan Percobaan

Menyelidiki hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas.

B.     Dasar Teori

1.      Elastisitas

Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan(dibebaskan). Pegas dan karet adalah contoh benda elastis. Salah satu aspek sifat elastisitas bahan, yaitu gaya pegas. Adapun sifat elastisitas bahan yaitu :

1.      Tegangan (σ)

Tegangan atau stress adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satu satuan luas penampang. Sebagai contoh, terdapat seutas kawat dengan luas penampang A mengalami suatu gaya tarik F pada ujung – ujungnya. Akibat gaya tarik ini, kawat mengalami tegangan tarik σ, yang didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampangnya(A).

                                                                                                             

2.      Regangan (e)

Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula. Sebagai contoh, gaya tarik yang dikerjakan pada batang berusaha meregangkan kawat hingga panjang kawat semula Lbertambah panjang sebesar ΔL.Regangan (tarik) e didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang ΔLdengan panjang awalnya Lо .

Keterangan :e = Regangan

ΔL = Pertambahan panjang(m)

Lо = Panjang awal(m)

Karena pertambahan panjang ΔLdan panjang awal L adalah besaran yang sama, maka sesuai dengan persamaan di atas, sehingga regangan etidak memiliki satuan atau dimensi.

3.      Modulus Elastisitas (E)

Modulus elastisitas adalah besaran yang menggambarkan tingkat elastisitas bahan. Modulus elastisitas disebut juga modulus Young yang didefinisikan sebagai perbandingan stress dengan strain.

 

2.      Hukum Hooke

Hukum Hooke berbunyi : “Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.”

Pernyataan ini dikemukakan pertama kali oleh Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan untuk membangun kembali gedung – gedung di London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666. Oleh karena itu, pernyataan di atas dikenal dengan sebagai Hukum Hooke. Pada eksperimennya, Hooke menemukan adanya hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas yang dikenai gaya. Besarnya gaya sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Konstanta perbandingannya dinamakan konstanta pegas dan disimbolkan k. Dari hubungan ini dapat dituliskan persamaannya sebagai berikut.

 

3.      Satuan tetapan gaya

Persamaannya dapat ditulis :

 

Satuan SI untuk gaya F adalah Newton (N), dan untuk pertambahn panjang Δxadalah meter (m), sehingga

satuan k = =  atau

Jadi, satuan SI untuk tetapan gaya kadalah  atau

C.    Alat dan Bahan

1.      Batang statis panjang

2.      Batang statis pendek

3.      Penjepit

4.      Mistar

5.      Pegas spiral

6.      Beban

D.    Prosedur Percobaan :

1.     

Susunlah alat seperti gambar berikut.

2.      Bacalah panjang pegas (tanpa beban) x₀ pada skala mistar yang berimpit dengan ujung penunjuk.

3.      Gantungkan sebuah  beban bermassa 100 g di ujung pegas, lalu bacalah panjang pegas berbeban x, pada skala mistar yang berimpit dengan jarum penunjuk.

4.      Catat juga massa beban pada ujung pegas.

5.      Ulangi langkah 3 dengan massa beban yang lain yaitu 150 g, 200 g, 250 g, 300 g

6.      Catatlah data pengamatan kamu dalam tabel.

7.      Hitunglah besar gaya tarik pada pegas dengan F = mg dengan m adalah massa total beban pada ujung pegas.

8.      Tuliskan hasil perhitungan pada tabel 1.

9.      Hitung pertambahan panjang pegas ∆x = x – x₀.

10.  Tuliskan hasil pengamatan pada tabel.

E.     Data Hasil Percobaan

No	Massa Beban m (kg)	Panjang Pegas Tanpa Beban (m)	Panjang Pegas setelah Pembebanan (m)	Pertambahan Panjang Pegas (m)	Tetapan Pegas (N/m)
1	0,1	0,071	0,075	0,004	2,5
2	0,2	0,071	0,115	0,044	45,45
3	0,3	0,071	0,165	0,094	3,19
4	0,4	0,071	0,225	0,154	25,97
5	0,5	0,071	0,27	0,199	25,125
Rata-rata

F.     Analisis Data

1.      Dik. m = 0,1 kg

g = 10

Δx = 0,004 m

Dit. k = ?

Penyelesaian :

= 0,1 kg.10

= 1 N

=

= 250N/m

2.      Dik. m = 0,2 kg

g = 10

Δx = 0,044 m

Dit. k = ?

Penyelesaian :

10

= 2 N

=

= 45,45 N/m

3.      Dik. m = 0,3 kg

g = 10

Δx = 0,094 m

Dit. k = ?

Penyelesaian :

10

= 3 N

=

=3,19 N/m

4.      Dik. m = 0,4 kg

g = 10

Δx = 0,154 m

Dit. k = ?

Penyelesaian :

10

= 4 N

=

= 25,97N/m

5.      Dik. m = 0,5 kg

g = 10

Δx = 0,199 m

Dit. k = ?

Penyelesaian :

10

= 5 N

=

= 25,125N/m

G.    Pembahasan

1.    Apakah yang terjadi saat pegas tanpa beban?

Pegas dalam keadaan tetap atau tidak bertambah panjang, karena tidak ada gaya yang membuat pegas tersebut menjadi bertambah panjang, sehingga keadaan pegas tersebut tetap dalam keadaannya atau tidak bertambah panjang saat posisi pegas tanpa beban.

2.    Bagaimanakah bentuk pegas saat setelah diberi beban?

Bentuk pegas setelah diberi beban menjadi lebih  panjang, hal ini dikarenakan beban tersebut memberi gaya ke pegas tersebut sehingga pegas tersebut bertambah panjang.

3.    Apa yang terjadi jika pegas terus menerus di beri tambahan beban?

Apabila pegas terus – menerus di beri tambahan beban, maka pegas tersebut semakin bertambah panjang, hal ini dikarenakan gaya yang diberikan oleh beban membuat gaya tarik yang diberikan kepada pegas semakin besar sehingga pegas tersebut pun menjadi lebih panjang jika terus – menerus diberi tambahan beban.

4.    Bagaimana bentuk grafik yang dihasilkan dan jelaskan grafik gaya terhadap pertambahan panjang pegas tersebut?

Grafik di atas menjelaskan bahwa semakin besar gaya yang bekerja, maka semakin besar pula pertambahan panjang pada pegas.

5.    Bagaimana hubungan gaya tarik dengan pertambahan panjang pegas? Jelaskan!

Hubungan gaya tarik dengan pertambahan panjang pegas yaitu semakin besar gaya tarik yang bekerja, maka semakin besar pertambahan panjang pegas tersebut.

H.    Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan :

1.      Jika pegas diberi beban maka pegas akan bertambah panjang, karena ada gaya yang bekerja pada pegas sehingga membuat pegas bertambah panjang.

2.      Apabila pegas terus – menerus diberi beban maka pegas tersebut akan bertambah panjang karena gaya yang diberikan beban semakin besar, sehingga pegas menjadi semakin panjang.

3.      Hubungan gaya tarik dengan pertambahan panjang pegas yaitu semakin besar gaya yang bekerja, maka semakin besar pula pertambahan panjang pada pegas.

I.       Daftar Pustaka

Anonim.2015.Gerak Harmonik Sederhana dalamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gerak_harmonik_sederhanadiakses tanggal 10 Maret 2015.

Handayani, Sri, Ari, Damari.2009.FISIKA Untuk SMA dan MA Kelas XI.Jakarta : Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan Nasional.

Kanginan, Marthen.2004.FISIKA Untuk SMA Kelas XI.Cimahi : Penerbit Erlangga.

Share :