Apa itu Hukum Hooke? Penasaran ingin mengetahuinya? Simak penjelasan lengkapnya di sini! Kami juga telah menyediakan soal atau kuis dengan tingkat kesulitan yang berbeda sebagai latihan.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Hukum Hooke. Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & kumpulan soal dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Elastisitas bahan dibatasi oleh nilai Modulus. Pengertian Hukum Hooke menjelaskan tentang kesebandingan gaya yang bekerja pada benda dengan perubahan panjang benda pada daerah elastis.
Bunyi Hukum Hooke yang dikemukakan oleh Robert Hooke
Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.
– Robert Hooke
Hukum Hooke
Menurut materi Hukum Hooke, pada daerah elastis, yaitu daerah dimana sebuah benda masih dapat kembali ke bentuk semula setelah diberi gaya, perubahan panjang benda akibat gaya luar sebanding dengan gaya luar yang bekerja. Untuk mempermudah mempelajari teori hukum Hooke pada pegas mari kita tinjau sebuah pegas.
Pegas yang diberi gaya luar sebesar $F$ maka, pegas akan memberi gaya yang besarnya sama namun berlawanan arah. Gaya ini disebut dengan gaya pulih. Jika sebuah pegas yang panjangnya $x_{i}$ dikenai gaya sehingga panjangnya berubah menjadi $x_{f}$, maka besar gaya pulih dapat dituliskan sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
F & = & -k(x_{f}-x_{i})\nonumber \\
F & = & -k\Delta x
\end{eqnarray}
$k$ adalah konstanta pegas yaitu nilai yang menunjukkan gaya yang dibutuhkan untuk mengubah panjang pegas tiap meter. Tanda negatif menunjukkan bahwa arah gaya pulih berlawanan arah dengan vektor perubahan panjang pegas. Jika pegas ditekan ke kanan maka gaya pulih pegas mendorong ke kiri dan sebaliknya.
Besar konstanta pegas adalah nilai yang spesifik untuk setiap bahan. Tentu hal ini berkaitan erat dengan elastisitas baha dan Modulus Young. Jika modulus Young sebuah bahan adalah $Y$ dan luas penampangnya adalah $A$, maka dasar teori hukum Hooke dapat ditulis sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
Y & = & \frac{F\times x_{i}}{A\times\Delta x}\nonumber \\
F & = & \frac{AY}{x_{i}}\times\Delta x
\end{eqnarray}
karena besar gaya luar dan gaya pulih besarnya sama, maka konstanta pegas dapat ditentukan dengan persamaan (3).
\begin{eqnarray}
k & = & \frac{AY}{x_{i}}
\end{eqnarray}
Berdasarkan persamaan ini jelas bahwa konstanta pegas dipengaruhi oleh panjang bahan mula-mula, luas penampang dan bahan pegas.
Contoh Soal Hukum Hooke & Pembahasan
- Pegas dengan konstanta sebesar 200 N/m diberi gaya sebesar 50 N. Tentukan pertambahan panjang pegas!
Penyelesaian:
Pertambahan panjang pegas menurut hukum Hooke adalah
$\begin{alignedat}{1}\Delta x & =\frac{F}{k}\\
& =\frac{50}{200}\\
& =0,25\mbox{ m}
\end{alignedat}
$
- Sebuah pegas bertambah panjang 4 cm saat diberi gaya 10 N. Tentukan besar konstanta pegas!
Penyelesaian:
Konstanta pegas dapat dihitung dengan rumusan hukum Hooke:
$\begin{alignedat}{1}k & =\frac{F}{\Delta x}\\
& =\frac{10}{0,04}\\
& =250\mbox{ N/m}
\end{alignedat}
$
