Hukum Hooke : Pengertian dan Rumus Lengkap

TAMBANGILMU.COM - Hukum Hooke adalah mempelajari hubungan antara gaya F dari pegas ekstensi dan pertambahan panjang pegas (Δx) di daerah batas elastis pegas. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini admin tambangilmu akan membagikan tentang Hukum Hooke : Pengertian dan Rumusnnya Lengkap yang bisa kalian pahami.


gaya pegas


Hukum dan elastisitas Hooke adalah dua istilah terkait. Untuk memahami arti dari istilah “elastisitas”, walaupun pada dasarnya tidak semua produk karet bersifat elastis, tidak sedikit orang yang membandingkannya dengan produk karet.

Mari kita ambil dua contoh, misalnya karet gelang dan karet gelang. Jika karet gelang dikencangkan, panjangnya akan terus bertambah sampai batas tertentu. Kemudian, saat tegangan ditarik keluar, panjang karet gelang akan kembali ke keadaan semula.

Berbeda halnya dengan menggunakan permen karet, jika dicabut panjangnya akan terus bertambah sampai batas tertentu, namun jika dicabut maka panjang permen karet tidak akan kembali ke keadaan semula. Ini karena karet gelang bersifat elastis, sedangkan permen karet adalah plastis. Namun bila karet gelang ditarik secara terus menerus, terkadang gaya gelang kareng tidak kembali ke keadaan semula, dengan kata lain kehilangan elastisitasnya. Oleh karena itu, diperlukan kehati-hatian yang tinggi untuk mengklasifikasikan objek mana yang memiliki sifat elastis dan plastis.

Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk mengembalikan bentuk aslinya setelah gaya pada benda tersebut dihilangkan. Keadaan dimana benda tidak dapat kembali ke bentuk semula karena gaya yang diberikan pada benda disebut batas elastis.

Sementara itu, Hukum Hooke merupakan usulan yang dibuat oleh Robert Hooke yang mempelajari hubungan antara gaya-gaya yang bekerja pada pegas / benda fleksibel lain sehingga benda tersebut dapat dikembalikan ke segala bentuk atau tidak pada Sebelum batas elastis.

Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa Hukum Hooke mempelajari gaya maksimum yang dapat diterapkan pada benda fleksibel (biasanya pegas) agar tidak melebihi batas elastisnya dan menghilangkan sifat lentur benda.

 

gaya hukum hooke


Bunyi Hukum Hooke 

"Hukum Hooke menyatakan bahwa besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan pertambahan panjangnya. Tentu saja, ini juga berlaku untuk pita elastis lainnya (yang dapat diregangkan)."   

F = k . x
F = gaya yang bekerja pada pegas (N)
= konstanta pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m)

Jika gaya yang diserahkan melampaui batas elastisitas, maka benda tidak bisa kembali ke format semula dan bilamana gaya yang diserahkan jumlahnya terus meningkat maka benda bisa rusak. Dengan kata lain, hukum Hooke melulu berlaku sampai batas elastisitas.

Dari saran-saran tersebut dapat disimpulkan bahwa konsep hukum Hooke menjelaskan hubungan antara gaya-gaya yang bekerja pada pegas dalam kaitannya dengan pertambahan panjang pegas. Perbandingan antara gaya dan pertambahan panjang pegas adalah konstan. Fenomena ini bisa lebih mudah dicerna dengan menyimak gambar grafik inilah.

 

  • Gambar 1 menunjukkan bahwa jika Anda menarik pegas ke kanan, pegas akan meregang dan menambah panjangnya. Jika tarikan yang diberikan pada pegas tidak terlalu besar, maka panjang pegas bertambah sebanding dengan besarnya arikan tersebut. Dengan kata lain, semakin besar tarikannya, maka akan semakin besar pertambahan panjang pegas.
  • Gambar 2 terlihat bahwa kemiringan grafik adalah sama, artinya rasio besarnya gaya tarik terhadap pertambahan panjang pegas adalah konstan. Ini mencerminkan karakteristik ketetapan pegas yang disebut perlengkapan pegas. Secara matematis hukum Hooke dapat dituliskan sebagai berikut.

 

Keterangan : 

F   = Gaya luar yang diberikan (N)
k   =  Konstanta pegas (N/m)
Δx = Pertanbahan panjang pegas dari posisi normalnya (m)

Hukum Hooke Serta Bilangan dan Rumus dalam Hukum Elastis 

  • Tegangan 

Tegangan adalah suatu kondisi, ketika suatu gaya diterapkan ke salah satu ujung dan ujung lainnya ditahan oleh ujung lainnya, panjang benda bertambah. Misalnya, jika kawat dengan penampang x m2 dan panjang x meter ditarik oleh gaya N di salah satu ujungnya dan dipasang di ujung lainnya, panjang kawat akan bertambah x meter. Fenomena ini menggambarkan jenis tegangan yang secara fisik disimbolkan dengan σ dan dapat diekspresikan dengan rumus matematika berikut. 

 


Keterangan : 

F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)

  • Regangan

Regangan adalah perbandingan antara panjang tambahan kawat (dalam x meter) dan panjang awal kawat (dalam x meter). Ketegangan dapat terjadi karena gaya yang diterapkan pada benda atau kawat dihilangkan, menyebabkan kawat kembali ke bentuk aslinya.

Hubungan ini dapat ditulis secara matematis sebagai berikut :

 

Keterangan : 

e   = Regangan
ΔL = Pertambahan panjang (m)
Lo = Panjang mula-mula (m)

Menurut rumus di atas, regangan (e) tidak mempunyai satuan, karena pertambahan panjang (ΔL) dan panjang awal (Lo) sama besarnya.

  • Modulus Elastis (Modulus Young)

Dalam fisika, modulus elastisitas disimbolkan E. Modulus elastisitas menggambarkan rasio tegangan terhadap regangan yang dialami oleh suatu bahan. Dengan kata lain, modulus elastisitas berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan regangan.

 


Keterangan :

E = Modulus elastisitas (N/m)
e = Regangan
σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)

  • Mampatan

Mampatan adalah keadaan yang mirip dengan regangan. Perbedaannya terletak pada arah pergerakan molekul objek setelah dipaksa. Dalam kasus regangan, ini berbeda, dalam kasus regangan, molekul target akan terdorong keluar setelah gaya diterapkan. Saat dikompresi, molekul target akan didorong ke dalam (mampatan) setelah menerapkan gaya.

  • Hubungan Antara Gaya tarik dan Modulus Elastisitas

Jika ditulis secara matematis, hubungan gaya tarik dengan modulus elastisitas meliputi :

 


Keterangan : 

F = Gaya (N)
E = Modulus elastisitas (N/m)
e = Regangan
σ = Tegangan (N/ m2 atau Pa)
A = Luas penampang (m2)
E = Modulus elastisitas (N/m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
Lo = Panjang mula-mula (m)

  • Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan: "Jika gaya tidak melebihi batas elastis pegas, panjang pegas bertambah sebanding dengan tegangan." Matematika itu ditulis sebagai berikut :

 


Keterangan : 

F   = Gaya luar yang diberikan (N)
k   =  Konstanta pegas (N/m)
Δx = Pertanbahan panjang pegas dari posisi normalnya (m)

Hukum Hooke untuk Susunan Pegas

  • Susunan Seri

Jika dua pegas dengan konstanta pegas yang sama dihubungkan secara seri, panjang pegas akan berlipat ganda. Oleh karena itu persamaan pegasnya adalah :

 


Keterangan : 

Ks   = Persamaan pegas
k   =  Konstanta pegas (N/m)

Persamaan n pegas diatur dalam konstanta dan seri ditunjukkan di bawah ini :

 


Keterangan : 

n   = Jumlah pegas

  • Susunan Paralel

Jika pegas disusun sejajar, panjang pegas akan tetap sama, dan luas penampang akan 2 kali lebih besar dari tatanan paralel pegas. Persamaan pegas dari dua pegas yang tersusun paralel yaitu :

 


Keterangan : 

Kp   = Persamaan pegas susunan paralel
k   =  Konstanta pegas (N/m)

Pada saat yang sama persamaan n pegas dengan konstanta yang sama dan disusun sejajar akan membuat pegas semakin kuat karena konstanta pegas menjadi lebih besar. Persamaan pegas dapat dituliskan sebagai berikut :

 


Keterangan : 

n   = Jumlah pegas

Demikian penjelasan tentang Hukum Hooke : Pengertian dan Rumusnnya Lengkap semoga artikel di atas bermanfaat.

Baca Juga :

No comments for "Hukum Hooke : Pengertian dan Rumus Lengkap"

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel