Praktikum

Praktikum:VJudul:Hukum HookeSasaran Belajar:Mahasiswa mampu memahami bahwa

Pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya yang bekerja pada pegas. Energi potensial pegas sebanding dengan kuadrat pertambahan panjang pegas.

Landasan Teori

Andaikan benda bermassa m digantungkan pada pegas spiral, pegas akan bertambah panjang sejauh x.

Grafik y terhadap x berbentuk garis lurus dan melalui titik asal (0,0) dinyatakan oleh persamaan y = m.x, dengan m adalah kemiringan grafik.

Dengan cara yang sama, grafik gaya tarik F terhadap pertambahan pangjang x yang berbentuk garis lurus dan melalui titik asal (0,0) dinyatakan dengan F = m.x. Dengan demikian, hubungan antara gaya tarik F dan pertambahan panjang x untuk pegas yang memiliki grafik gaya tarik terhadap pertambahan panjang dapat ditulis:

F = -k.x

Dengan k adalah tetapan gaya. Tetapan gaya adalah besarnya angka pengali yang tergantung pada pegas yang kita gunakan.

Persamaan di atas pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan untuk membangun kembali gedung-gedung di London yang mengalami kebakaran tahun 1666. Oleh karena itu pernyataan ini disebut dengan hukum hooke.

Bunyi hukum hooke:

Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastik pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya.

Sebelum direnggangkan oleh gaya F, energi potensial sebuah pegas adalah nol. Setelah direngangkan, energi potensialnya bertambah menjadi:

E = k.x2

Menurut hooke, regangan sebanding dengan tegangannya, dimana yang dimaksud dengan regangan adalah presentase perubahan dimensi. Tegangan ialah gaya yang menegangkan per satuan luas penampang yang dikenainya. Ada 3 macam regangan, yakni

1. Regangan panjang

Dengan panjang semula sewaktu tiada regangan, L0, dan penambahan panjang L akibat tegangan, regangannya diberikan oleh L/ L0, sedangkan kalau luas penampang A dan gaya tegangan yang meregangkan ialah W, maka tegangannya adalah W/A. Berdasarkan hukum hooke ditulis

Y(L/ L0) = W/A,

dengan tetapan pembanding lurus Y yang dinamakan modulus elastisitas Young.

2. Regangan volum

Regangan volum yang dimaksud bukan penambahan volum melainkan pengerutan volum akibat penekanan. Menurut hukum hooke ditulis:

B(L/ L0) = p,

dengan B ialah modulus ketegaran (modulus of rigdity) yang besarnya 1/3 modulus young.

3. Regangan sudutYang dimaksud dengan regangan sudut atau regangan luncuran adalah deformasi, yakni perubahan bentuk yang berkaitan dengan sudut luncuran. Berbeda dengan tegangan ataupun tekanan yang arahnya tegak lurus permukaan yang dikenainya, maka gaya luncuran F adalah pada arah meluncur sepanjang permukaan yang mengakibatkan timbulnya sudut luncuran. Menurut hukum hooke dapat ditulis

M = F A,

dengan A ialah luas permukaan yang dikenai gaya luncuran dan M adalah modulus luncuran (shear of modulus).Alat dan bahan

1. Statif2. Beban3. Jepit penahan

4. Pegas spiral

5. Mistar

Prosedur Percobaan

1. Gantungkan beban pada pegas (anggap berat beban adalah F0)2. Ukur panjang pegas (L0)3. Tambahkan beban, lalu ukur panjang pegas (L)

4. Ulangi dengan penambahan beban bervariasi.

5. Isilah tabel berikut

6. Perhatikan kecenderungan masing-masing tabel dari atas ke bawah

7. Bagaimana hubungan antara F dan L

8. Gambarkan grafik F terhadap L

9. Gunakan persamaan (teori) untuk menghitung konstanta pegas.

10. Hitung luas daerah di bawah grafik.

Data Hasil Percobaan

F0 = 0,5 NL0 = 0,145 mNo.W (Newton)F = W F0 (N)L (m)L = L L0 (m)

1.0,70,20,1540,009

2.0,90,40,1700,025

3.1,10,60,1960,051

4.1,30,80,2160,071

5.1,51,00,2370,092

6.1,71,20,2630,118

Analisis Data1. W = mg

F = W = mg

F = 0,07 kg x 10 m/s2

F = 0,7 N

k =

Ep

Ep

Ep

Ep

2. W = mg

F = W = mg

F = 0,09 kg x 10 m/s2

F = 0,9 N

k =

Ep

Ep

Ep

Ep

3. W = mg

F = W = mg

F = 0,11 kg x 10 m/s2

F = 1,1 N

k =

Ep

Ep

Ep

Ep

4. W = mg

F = W = mg

F = 0,13 kg x 10 m/s2

F = 1,3 N

k =

Ep

Ep

Ep

Ep

5. W = mg

F = W = mg

F = 0,15 kg x 10 m/s2

F = 1,5 N

k =

Ep

Ep

Ep

Ep

6. W = mg

F = W = mg

F = 0,17 kg x 10 m/s2

F = 1,7 N

k =

Ep

Ep

Ep

Ep

Luas daerah di bawah grafik.1. L1 =

a = 0,009 t = 0,2

L1 =

L1 =

2. L2 = p l

L2 = 0,109. 0,2

L2 = 0,0218

3. L3 =

L1 =

L1 =

Ltotal = L1 + L2 + L3

Ltotal = + 0,0218 +

Ltotal = 0,0772

PembahasanDari grafik, dapat kita lihat bahwa grafik tersebut berbentuk garis lurus. Hal ini berarti bahwa konstanta pegas tersebut adalah konstan (tetap). Maksudnya, konstanta pegas ini memiliki nilai yang tetap jika F dihubungkan dengan L.

Konstanta pegas dipengaruhi oleh massa beban pada pegas, gaya gravitasi, dan pertambahan panjang pegas. Sehingga bila ditulis dalam bentuk rumus:

k =

Dari grafik, kita dapat mengetahui bahwa F dan L sebanding. Jika F besar maka L juga akan besar. Hal ini disebabkan adanya pertambahan massa beban yang digantung pada pegas, dimana massa merupakan komponen penyusun gaya berat (W). Massa beban yang digantung pada pegas dipengaruhi oleh gaya gravitasi ( untuk kasus ini g = 10 m/s2). Hasil kali massa beban dan gaya gravitasi adalah gaya berat (W) yang memiliki arah gaya ke bawah. Dapat kita katakan bahwa jika massa beban pada pegas bertambah maka gaya berat pada pegas itu akan bertambah pula.Pertambahan gaya berat pada pegas menyebabkan pegas mengalami pertambahan panjang pula.

Jadi, jika perbandingan antara gaya dan pertambahan panjang pegas selalu memberikan nilai yang tetap, maka nilai tetapan pegas juga akan konstan untuk setiap x dari waktu ke waktu.

Kesimpulan1. Petambahan panjang pada pegas sebanding dengan gaya yang bekerja pada pegas tersebut.2. Energi potensial pegas sebanding dengan kuadrat pertambahan panjang pegas.

3. Gaya yang bekerja pada pegas adalah gaya berat.

4. Gaya berat dipengaruhi oleh massa benda dan gravitasi.

5. Tetapan pegas adalah perbandingan nilai F terhadap nilai L yang selalu sama dan tetap.

Daftar Pustaka

Bueche, Frederick. 1989. Fisika. Jakarta: Erlangga.Kanginan, Marthen. 2000. Fisika 2000 Jilid IB. Jakarta: Erlangga.

Soedodjo, Peter. 2000. Fisika Dasar. Yogyakarta: Erlangga.

Tim Dosen Fisika Dasar. 2008. Panduan Praktikum Fisika Dasar I. Inderalaya: FKIP UNSRI.

Tobing, D.L. 1996. Fisika Dasar 1. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

y

massa

x

x

panjang

_1287332163.unknown

_1287332980.unknown

_1287333159.unknown

_1287333353.unknown

_1287508453.unknown

_1287508593.unknown

_1287507746.unknown

_1287508129.unknown

_1287333722.unknown

_1287334758.unknown

_1287333383.unknown

_1287333296.unknown

_1287333298.unknown

_1287333200.unknown

_1287333109.unknown

_1287333144.unknown

_1287333020.unknown

_1287332641.unknown

_1287332921.unknown

_1287332963.unknown

_1287332837.unknown

_1287332477.unknown

_1287332622.unknown

_1287332196.unknown

_1287331718.unknown

_1287332062.unknown

_1287332141.unknown

_1287331766.unknown

_1287331669.unknown

_1287331395.unknown

_1287331624.unknown