Belajar Hukum Hooke : Rumus, Bunyi, Contoh Soal dan Pembahasannya

Bunyi Hukum Hooke

Hukum hooke dengan elastisitas sama-sama berhubungan. Karena pada dasarnya hukum hooke adalah sebuah hukum yang membahas mengenai elastisitas sebuah benda. Satu hal yang perlu Anda ingat adalah, tidak semua benda yang elastis terbuat dari karet. Karena setiap benda yang memenuhi karakteristik tertentu sudah bisa disebut sebagai benda elastis. Bunyi dari hukum hooke adalah:

“Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus atau sebanding dengan gaya tariknya”.

Seperti namanya, hukum hooke diciptakan oleh seorang bernama Robert Hooke. Dimana Hooke sedang melakukan penelitian mengenai gaya yang bekerja pada benda elastis, pegas, dan benda yang lain agar benda tersebut bisa kembali ke ukuran awalnya serta tidak melebihi batas elastisitasnya. Jadi bisa disimpulkan jika hukum hooke adalah hukum yang membahas mengenai jumlah gaya maksimum yang bisa diberikan pada benda dengan sifat elastis.

Dua benda yang kerap kali dijadikan percobaan dalam pembuktian hukum elastisitas dan hukum hooke adalah permen karet dan karet gelang. Dimana jika karet gelang ketika di tarik sepanjang mungkin bisa kembali ke bentuk semula. Sedangkan jika permen karet di tarik panjang maka tidak bisa kembali ke bentuk semula. Ini karena karet bersifat elastis dan permen karet bersifat plastis.

Baca Juga : Hukum Pascal

Rumus Hukum Hooke

Rumus Hukum HookePada percobaan karet gelang dan permen karet diatas, maka hukum hooke hanya bekerja di karet gelang saja. Ini karena hukum hooke hanya berlaku sampai batas elastisitas sebuah benda tercapai. Pada permen karet yang ditarik tadi karena tidak elastis maka tidak berpengaruh hukum hooke di dalamnya. Sedangkan rumus yang ada pada hukum hooke, yaitu:

Rumus Hooke

Dimana :

  • F = gaya (N)
  • K = konstanta pegas (N/m)
  • Δx = pertambahan panjang pegas (m)

Dan energi potensial pegas dirumuskan : Ep = ½ k Δx2

Dimana :

  • Ep = energi potensial pegas (J)
  • K = konstanta pegas (N/m)
  • Δx = pertambahan panjang pegas (m)

Penjelasannya adalah:

Rangkaian pegas

Rangkaian pegas seri

Jika 2 pegas atau lebih disusun secara seri maka nilai konstanta dari pegas bisa dihitung menggunakan persamaan: 1 /kp = 1/k1 + 1/k2 + . . . 

Rangkaian pegas paralel

Jika 2 pegas atau lebih disusun secara paralel maka nilai konstanta dari pegas bisa dihitung menggunakan persamaan: kp = k1 + k2 + . . . 

Energi Potensial Pegas

Sedangkan yang dimaksud dengan energi potensial pegas adalah sebuah energi yang tersimpan di dalam pegas yang dikarenakan sifat elastis dari pegas. Dan besaran energi potensial pegas tergantung pada besar gaya luar yang diberikan kepada pegas untuk merenggangkan serta menekan pegas tersebut.

Baca Juga : Hukum Ohm

Penerapan Hukum Hooke

Penerapan Hukum HookeKarena hukum hooke merupakan hukum yang meneliti tentang elastisitas dari sebuah benda maka ada banyak sekali benda-benda yang dibuat berdasarkan hukum hooke ini. Adapun penerapan hukum hooke pada kehidupan sehari-hari adalah:

1. Ayunan yang memiliki sifat pegas

Pernahkah Anda melihat ayunan bayi yang alat pengayunnya terbuat dari per? Per memiliki sifat benda pegas sehingga ketika ayunan pegas ini ditarik ke bawah maupun arah lain akan kembali ke bentuknya semula. Bisa dibilang jika hukum hooke pada ayunan pegas sangatlah kuat karena sifat elastisitasnya yang tidak mudah rusak.

2. Mikroskop

Mikroskop pertama kali ditemukan pada akhir abad ke-16. Namun perkembangan mikroskop lebih canggih pada pertengahan abad ke-17 setelah Robert Hooke menerapkan hukum hooke ke dalam alat ini. Dimana mikroskop yang dulunya hanya bisa melihat benda berukuran besar saja.

Maka semenjak adanya hukum hooke yang diaplikasikan ke mikroskop menjadikan daya elastisitas lensanya bertambah. Membuat mikroskop dapat digunakan untuk melihat benda yang sangat kecil.

3. Alat untuk mengukur kecepatan gravitasi bumi

Berbagai macam alat untuk mengukur kecepatan gravitasi bumi merupakan hasil aplikasi dari hukum hooke. Biasanya alat seperti ini dipakai untuk eksplorasi migas bumi, mineral, gunung api tektonik, geotermal, dan yang lainnya.

4. Penyusun perseneling kendaraan

Setiap kendaraan bermotor baik itu yang memiliki roda dua maupun yang memiliki roda empat semuanya memiliki perseneling. Dimana tongkat-tongkat yang disusun pada perseneling kendaraan bermotor ini merupakan penerapan hukum hooke pada kehidupan sehari-hari dalam bidang transportasi.

Baca Juga : Hukum Kirchoff I dan II

5. Teleskop

Jika mikroskop dipakai untuk melihat makhluk mikroskoptik atau makhluk dengan ukuran yang sangat kecil. Maka teleskop dipakai untuk melihat benda-benda yang ada di luar angkasa. Dengan mengadopsi hukum hooke maka kini Anda bisa melihat susunan tata surya yang ada di langit menggunakan teleskop ini.

6. Kronometer / jam kasa

Apakah Anda tahu kronometer? Kronometer atau yang juga di sebut sebagai jam kasa adalah sebuah alat yang dipakai untuk menentukan posisi atau garis kapal saat berada di lautan luas. Dimana pembuatan kronometer ini juga berdasarkan dari bunyi hukum hooke.

7. Jam per

Penerapan hukum hooke selanjutnya ada pada produk jam yang masih memakai per untuk menunjukan waktu. Mungkin saat ini model jam seperti ini sangat sulit dijumpai, namun dulu jam dengan per ini menjadi salah satu model jam yang paling populer.

Contoh Soal Hukum Hooke

Rumus Hukum Hooke dan Contoh SoalnyaBeberapa penerapan hukum hooke pada kehidupan sehari-hari diatas tentunya bisa diambil kesimpulan jika pada dasarnya hukum hooke sangat bermanfaat bagi kehidupan setiap orang. Apalagi jika hukum ini dibuat oleh seorang ilmuwan terkenal bernama Robert Hooke. Dan tentunya dalam proses membuat hukum hooke ini tidak sembarangan sehingga menghasilkan manfaat yang besar bagi para ilmuwan masa kini.

Untuk lebih bisa memahami mengenai hukum hooke, mari berlatih dengan contoh soal dibawah ini!

1. Suatu pegas memiliki suatu pertambahan panjang 0,25 meter sesudah diberikan gaya. Bila pada pegas bertuliskan 400 N/m. Berapakah gaya yang dikerjakan ada pegas tersebut?

Diketahui :
x = 0,25 m
k = 400 N/m

Ditanya F….?

Jawab

F = k . x
F = 400 N/m x 0,25 m
F = 100 N

Jadi gaya yang diberikan pada pegas tersebut adalah 100 Newton.

2. Pegas dengan konstanta sebesar 200 N/m diberi gaya sebesar 50 N. Tentukan pertambahan panjang pegas!

Penyelesaian:

Pertambahan panjang pegas menurut hukum Hooke adalah

Δx=Fk=50200=0,25 m

Maka nilai pertambahan panjang pegas adalah 0,25 m.

3. Pegas yang panjangnya L ditarik oleh beban w berturut-turut dan diperoleh data seperti tabel berikut.

Beban (N)

Pertambahan Panjang (m)

10

0,02

20

0,04

30

0,06

40

0,08

Berdasarkan data tabel dapat ditarik kesimpulan besar konstanta pegas adalah….

A. 300 Nm-1

B. 500 Nm-1

C. 600 Nm-1

D. 800 Nm-1

E. 1000 Nm-1

Pembahasan

Rumus hukum Hooke :

k = F / Δx

Konstanta pegas :

k = 10/0,02 = 20/0,04 = 30/0,06 = 40/0,08 = 500 Nm-1

Jawaban yang benar adalah B. (Soal UN 2009/2010 P70 No.06)

4. Sebuah pegas bertambah panjang 4 cm saat diberi gaya 10 N. Tentukan besar konstanta pegas!

Penyelesaian:

Konstanta pegas dapat dihitung dengan rumusan hukum Hooke:

k=FΔx=100,04=250 N/mk=FΔx=100,04=250 N/m

Itu tadi beberapa contoh soal mengenai hukum hooke. Selamat belajar.

Leave a Reply

Send this to a friend