Pengertian: Elastisitas dan Hukum Hooke, Contoh Lengkap

Rate this post

Pengertian Elastisitas

Jika suatu gaya diberikan pada sebuah benda untuk merubah bentuk benda tersebut sehingga kondisi benda tersebut menjadi elastis, plastis, ataupun hancur. Hancur adalah kondisi kegagalan benda karena telah melewati batas elastisnya. Plastis adalah kondisi benda yang tidak dapat kembali lagi ke kondisi awalnya jika gaya yang sudah diberikan dihilangkan. Contoh benda yang bersifat plastis, seperti plastisin, tanah liat, bahkan permen karet.

Elastis ataupun elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke kondisi awalnya ketika gaya yang diberikan dihilangkan. Contoh benda yang bersifat elastis adalah pegas. Selain bersifat elastis, pegas juga dapat berubah menjadi plastis jika ditarik dengan gaya yang melewati batas elastisnya. Jika pegas sudah menjadi plastis, maka pegas tersebut sudah rusak.

Seperti yang sudah dijelaskan di atas, jika suatu gaya diberikan pada suatu benda, misalnya pada batang besi vertikal yang tergantung, maka panjang batang besi tersebut akan berubah yaitu akan bertambah panjang. Lihatlah gambar berikut.

Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005

 atau seterusnya disebut  yang merupakan pertambahan panjang batang besi. Semakin besar gaya [F] yang diberikan, maka pertambahan panjang benda () akan semakin besar. Jadi, dapat disimpulkan bahwa pertambahan panjang benda sebanding dengan besarnya gaya yang diberikan.

Perbandingan besarnya gaya tarik terhadap pertambahan panjang benda () bernilai konstan yang artinya sebanding. Proporsionalitas kedua besaran tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:

Dengan:

F = besarnya gaya tarik (N)

 = pertambahan panjang benda (m)

k = konstanta benda (N/m)

Hukum Hooke

k selain sebagai konstanta benda, k juga merupakan koefisien elastisitas benda ataupun ukuran kelenturan benda. Hubungan ini pertama kali diketahui oleh Robert Hooke (1635 – 1703), sehingga dikenal dengan hukum Hooke yang hanya berlaku hingga batas elastisitas. Batas elastisitas merupakan gaya maksimum yang dapat diberikan pada benda sebelum benda tersebut berubah bentuk dan tidak dapat kembali seperti semula.

READ  Rumus Kecepatan Fisika, Lengkap dengan Contoh

Mari amati sebuah objek, yaitu pegas yang merupakan sebuah benda yang dapat menjadi elastis. Ketika pegas ditarik, terdapat gaya pada pegas yang besarnya sama dengan gaya tarikan pada pegas tetap arahnya berlawanan (Faksi = -Freaksi). Jika gaya tersebut dikatakan dengan gaya pegas, maka gaya ini juga sebanding dengan pertambahan panjang pegas.

Perhatikan gambar berikut ini.

Sumber:studiobelajar .com 

Persamaan gaya pegas dapat dirumuskan sebagai berikut:

Dengan:

Fp = gaya pegas (N)

 = pertambahan panjang pegas (m)

k = konstanta pegas (N/)

Anda tidak perlu khawatir terhadap tanda minus (-) karena hanya untuk menunjukkan arah gaya pegas yang berlawanan dengan arah gaya tarik.

Pegas yang elastis banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya adalah penggunaan pegas pada kasur pegas (spring bed). Pegas juga digunakan pada kendaraan bermotor sebagai peredam kejut (shockbreaker). Biasanya, pegas digunakan secara bersamaan dalam satu sistem pegas, sehingga nilai konstanta pegas akan berubah tergantung pada susunannya.

Untuk dua buah pegas atau lebih yang disusun secara seri, maka dapat dinyatakan dengan rumusnya berikut.

Sedangkan jika pegas disusun secara paralel, maka dapat dinyatakan dengan rumus berikut: