Tugas Fisika 2

KEGUNAAN BENDA ELASTIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Nah, contoh yang sangat sederhana dan mungkin sering anda temui adalah ketapel. Ketika hendak menembak burung dengan ketapel misalnya, karet ketapel terlebih dahulu diregangkan (diberi gaya tarik). Akibat sifat elastisitasnya, panjang karet ketapelakan kembali seperti semula setelah gaya tarik dihilangkan

Pernahkah dirimu melihat dinamometer ? mudah-mudahan di laboratorium fisika sekolah anda ada. Dinamometer, sebagaimana tampak pada gambar di samping adalah alat pengukur gaya. Biasanya digunakan untuk menghitung besar gaya pada percobaan di laboratorium. Di dalam dinamometer terdapat pegas. Pegas tersebut akan meregang ketika dikenai gaya luar. Misalnya anda melakukan percobaan mengukur besar gaya gesekan. Ujung pegas anda kaitkan dengan sebuah benda bermassa. Ketika benda ditarik, maka pegas meregang. Regangan pegas tersebut menunjukkan ukuran gaya, di mana besar gaya ditunjukkan oleh jarum pada skala yang terdapat pada samping pegas.

 kasur pegas. Ketika dirimu duduk atau tidur di atas kasur pegas, gaya beratmu menekan kasur. Karena mendapat tekanan maka pegas kasur termampatkan. Akibat sifat elastisitasnya, kasur pegas meregang kembali. Pegas akan meregang dan termampat, demikian seterusnya. Akibat adanya gaya gesekan maka suatu saat pegas berhenti bergerak. Dirimu yang berada di atas kasur merasa sangat empuk akibat regangan dan mampatan yang dialami oleh pegas kasur.

Pernahkah anda mengukur berat badan ? timbangan yang anda gunakan untuk mengukur berat badan (dalam fisika, berat yang dimaksudkan di sini adalah massa) juga memanfaatkan bantuan pegas. Pegas lagi, pegas lagi… hidup kita selalu ditemani oleh pegas. Neraca pegas yang digunakan untuk mengukur berat badan, terdapat juga neraca pegas yang lain (gambar kanan – neraca pegas buah)

Gambar disamping ini adalah pegas yang digunakan sebagai peredam kejutan pada kendaraan sepeda motor. Istilah kerennya pegas digunakan pada sistem suspensi kendaraan bermotor. Tujuan adanya pegas ini adalah untuk meredam kejutan ketika sepeda motor yang dikendarai melewati permukaan jalan yang tidak rata. Ketika sepeda motor melewati jalan berlubang, gaya berat yang bekerja pada pengendara (dan gaya berat motor) akan menekan pegas sehingga pegas mengalami mampatan. Akibat sifat elastisitas yang dimilikinya, pegas meregang kembali setelah termapatkan. Perubahan panjang pegas ini menyebabkan pengendara merasakan ayunan. Dalam kondisi ini, pengendara merasa sangat nyaman ketika sedang mengendarai sepeda motor. Pegas yang digunakan pada sepeda motor atau kendaraan lainnya telah dirancang untuk mampu menahan gaya berat sampai batas tertentu. Jika gaya berat yang menekan pegas melewati batas elastisitasnya, maka lama kelamaan sifat elastisitas pegas akan hilang. Oleh karena itu saran dari gurumuda, agar pegas sepeda motor-mu awet muda, maka sebaiknya jangan ditumpangi lebih dari tiga

orang. Perancang sepeda motor telah memperhitungkan beban maksimum yang dapat diatasi oleh pegas (biasanya dua orang).

Pegas bukan hanya digunakan pada sistem suspensi sepeda motor tetapi juga pada kendaraan lainnya, seperti mobil, kereta api, dkk. (gambar kiri – per mobil)

Pada mobil, terdapat juga pegas pada setir kemudi . Untuk menghindari benturan antara pengemudi dengan gagang setir, maka pada kolom setir diberi pegas. Berdasarkan hukum I Newton (Hukum Inersia), ketika tabrakan terjadi, pengemudi (dan penumpang) cenderung untuk terus bergerak lurus. Nah, ketika pengemudi bergerak maju, kolom setir tertekan sehingga pegas memendek dan bergeser miring. Dengan demikian, benturan antara dada pengemudi dan setir dapat dihindari.

Contoh soal+Jawaban

1.Sebuah pegas yang panjangnya 40 cm

tergantung bebas. Ketika pegas tersebut diberi beban 20 N, ternyata panjangnya menjadi 60 cm. Tentukan tetapan

pegas tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui :

x0 = 40 cm = 0, 4m

xt = 60 cm = 0,6 m

F = 20 N

Ditanya : besarnya k……..?

jawab :

F =k.x

20 =k.(0,6 – 0,2)

20 =k.0,4

k.0,4 = 20

k = 20 / 0,4

k = 50 N/m

2. Sebuah pegas yang panjangnya 30 cm tergantung bebas. ketetapan pegas tersebut 800 N/m, ternyata panjangnya menjadi 40 cm. Tentukan gaya pegas tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui :

x0 = 30 cm = 0,3 m

xt = 40cm = 0,4 m

k = 800 N/m

Ditanya : F……..?

jawab :

F =k.x

F =800.(0,4 – 0,3)

F =800.0,1

F = 80 N


Contoh Konsep Energi Potensial Pegas:
Sebuah pegas memiliki konstanta pegas Nm. Pegas diregangkan sehingga bertambah panjang 20cm. Tentukanlah energi potensial elastis pegas.
Pembahasan :
Diketahui :
k = 400Nm
Δx = 20cm=0,2m
Ditanyakan : Ep ?
Jawab :
Ep = 1/2 k. Δx
= 1/2 400. (0,2)
= 40 Joule

Contoh penerapan konsep susunan paralel pegas

Dua buah pegas disusun paralel seperti pada gambar, jika masing-masing pegas mempunyai konstanta sebesar 200Nmdan 400 Nm, digantungkan beban sehingga bertambah panjang 10cm. Tentukan gaya beban tersebut.

Pembahasan :

Diketahui :
k1 =200Nm

k2 = 400Nm

Δx = 10.10m

Ditanyakan : m

Jawab :

kp = k1 + k2

= 200Nm + 400Nm = 600Nm

F = k.Δx = 600Nm.10.10-2m

F = 75N

Contoh penerapan konsep susunan seri pegas.

Dua buah pegas disusun seri seperti pada gambar, jika masing-masing pegas mempunyai konstanta sebesar 300Nm = k2 = 500Nm
W = m.g = 5kg.10m/s2 = 50N
Ditanyakan :Δx?
Jawab :
dan massa beban 5kg. Tentukan besar pertambahan panjangnya.

Pembahasan :

Diketahui :


k1 = k2 = 800Nm
W = m.g = 5kg.10m/s = 50N
Ditanyakan : x
Jawab :
1/ks = 1/800 + 1/800
ks = 400 Nm
=k.Δx
Δx=F/k =50N/400
=0,125 m