Dalam ilmu fisika terdapat beberapa macam hukum yang harus dipelajari, salah satunya adalah hukum Hooke. Hukum ini mempelajari tentang elastisitas yang terdapat pada sebuah benda.
Setiap hukum memiliki rumus serta konsep kerja yang berbeda. Untuk bisa mengerjakan soal-soal ujian nasional atau semester, Anda harus mempelajari jenis-jenis hukum yang ada pada ilmu fisika.
Seperti halnya dengan hukum hooke ini, silahkan simak materi lengkapnya dari Cryptowi berikut ini.
Pengertian Hukum Hooke
Secara garis besar hukum ini membahas tentang elastisitas yang terjadi pada dua buah benda yang saling berkaitan.
Kebanyakan orang berpikir bahwa elastisitas hanya dimiliki oleh benda-benda berbahan karet, padahal tidak selamanya seperti itu.
Namun untuk bisa memahami pengertian hukum ini Anda bisa melakukan percobaan dengan benda berbahan karet.
Untuk pengujian sederhana Anda bisa membandingkan permen karet dengan karet gelang. Ketika karet gelang ditarik, maka akan terjadi perubahan panjang.
Namun saat dilepas, maka karet gelang akan kembali ke posisi semula. Hal tersebut terjadi karena karet gelang tersebut memiliki gaya elastisitas.
Beda halnya dengan permen karet yang ketika ditarik akan bertambah panjang namun jika dilepas tidak kembali seperti semula karena bersifat plastis.
Simak Juga: [Materi] Hukum Newton
Bunyi Hukum Hooke
Semakin besar gaya yang diberikan pada sebuah benda akan membuat pegas berubah semakin panjang. Seperti ini bunyi hukumnya.
“Jika sebuah benda pegas diberikan gaya tarik yang tidak melebihi batas elastisnya, maka pertambahan panjang yang terjadi akan sebanding dengan gaya tarik yang diberikan.”
Gaya yang diberikan pada sebuah benda bisa saja melampaui batas dan membuat benda tidak mampu kembali ke bentuk awal.
Rumus Hukum Hooke
Untuk bisa menyelesaikan soal yan berkaitan dengan elastisitas, Anda bisa menggunakan rumus hukum Hooke sebagai berikut.
F = – k . Δx.
Keterangan:
K: untuk Konstanta pegas (N/m)
Δx: untuk pertambahan panjang pada pegas (m)
F: merupakan gaya (N)
Jika membahas tentang gaya elastisitas, maka akan ada hubungannya dengan gaya pegas. Dalam perhitungannya, jenis gaya ini memiliki beberapa rangkaian sehingga untuk menghitungnya Anda harus menggunakan rumus yang berbeda. Berikut beberapa rumusnya.
1. Energi potensial pegas
Sifat elastis yang tersimpan pada pegas, membuat energi potensial akan bergantung pada besarnya gaya yang akan diberikan untuk bisa meregangkan sebuah benda. Rumusnya adalah.
Ep = ½ k Δx2
Keterangan:
Ep sebagai energi potensial pegas (J)
Δx untuk pertambahan panjang pegas (m).
K untuk konstanta pegas (N/m)
2. Rangkaian pegas paralel
Ketika dua pegas disusun dalam rangkaian paralel, maka nilai konstantanya akan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.
kp = k1 + k2 + …
3. Rangkaian pegas seri
Jika dua buah pegas atau lebih disusun dalam rangkaian seri, Anda bisa menghitungnya dengan menggunakan rumus di bawah ini.
1 /kp = 1/k1 + 1/k2 + …
Besaran Hukum Hooke
Dalam hukum Hooke, terdapat beberapa jenis besaran yang harus Anda pelajari. Berikut penjelasan serta rumus perhitungannya.
1. Modus elastisitas
Perbedaan antara regangan dengan tegangan yang dialami sebuah beda disebut dengan modus elastisitas. Seperti ini rumusnya.
E = σ/e
Keterangan:
σ untuk tegangan (N/m2 atau Pa)
E merupakan modulus elastisitas (N/m)
e untuk regangan.
2. Regangan
Perbandingan antara panjang awal benda dengan pertambahan panjangnya disebut dengan regangan. Kondisi ini terjadi akibat gaya yang diberikan atau dihilangkan pada sebuah benda.
Rumusnya sebagai berikut.
e = ΔL/ Lo
Keterangan:
e untuk regangan
Lo untuk panjang mula-mula (m)
ΔL untuk pertambahan panjang (m)
3. Mampatan
Mampatan merupakan kondisi yang tidak jauh berbeda dengan regangannya, namun perbedaannya adalah arah perpindahan yang terjadi setelah gaya diberikan pada sebuah benda.
Ketika mampatan diberikan gaya, maka molekul sebuah benda akan bergeser ke dalam. Kondisi ini membuat benda kembali merapat.
4. Tegangan
Tegangan merupakan kondisi dimana keadaan ketika sebuah benda telah mengalami pertambahan panjang akibat gaya yang diberikan pada salah satu ujungnya. Berikut rumusnya.
σ = F/A
Keterangan:
F untuk gaya (N)
σ untuk tegangan (N/m2 atau Pa)
A untuk luas penampang (m2)
Contoh Soal Hukum Hooke
Agar Anda bisa memahami hukum Hooke dengan lebih baik, mari simak pembahasan beberapa soal tentang elastisitas di bawah ini.
1. Terdapat pegas dengan panjang 25 cm dan sebuah balok bermassa 20 gram. Ketika balok digantungkan pada pegas, maka panjangnya bertambah 5 cm. Hitung besar modulus elastis benda jika diketahui penampang pegas memiliki luas 10 cm2.
Jawaban :
E : σ/e
E : (F /A ) / (ΔL/Lo)
E : ( 0.2 N/ 0.01 m2) / (5 cm /25 cm )
E : (20 N /m2 )/ (0.2)
E : 100 N/m2
2. Terdapat sebuah pegas dengan luas penampang sebesar 100 m2. Jika benda tersebut diberikan gaya tarik sebesar 150 N, berapa jumlah tegangan yang akan dialami oleh pegas tersebut?
Diketahui :
A : 100 m2
F : 150 N
Ditanya :
σ . . . ?
Jawaban :
σ : F / A
σ : 150 N / 100 m2
σ : 1.5 N/m2
3. Pegas dengan panjang 100 cm diberikan gaya sebesar 100 Newton sehingga mengalami pertambahan panjang sebanyak 10 cm. Berapa besar regangan pegas tersebut?
Diketahui :
Lo : 100 cm
ΔL : 10 cm
F : 100N
Ditanya :
e . . . . ?
Jawaban :
e : ΔL / Lo
e : 10 cm / 100 cm
e : 0.1
Dengan mempelajari beberapa soal di atas, Anda bisa memahami konsep hukum Hooke dengan lebih baik. Hal ini bisa menjadi sarana latihan agar Anda mampu meraih nilai yang lebih bagus saat ujian.
