Dinamika Partikel (4)

GAYA PEGAS


1. Elastisitas
Karet disebut bahan elastis karena memiliki kemampuan utnuk kembali ke kondisi semula setelah gaya yang diberikan dihilangkan. Berbeda dengan benang dan senar yang tidak bisa kembali ke kondisi semula bila dihilangkan gayanya sehingga tergolong benda tidak elastis. Jadi, elastisitas bahan adalah sifat yang dimiliki bahan berupa kemampuan untuk kembali ke kondisi semula ketika gaya dihilangkan.
1.Hukum Hooke
Sebelum membahas hukum Hooke sebaiknya lakukan kegiatan berikut!

Tujuan : 1. Menjelaskan sifat elastisitas pegas
2. Menentukan koefisien pegas
Alat dan Bahan : statif, pegas, beban, kertas grafik, penggaris, stop watch
Prosedur :
1.Letakkan statif di atas meja
2.Pasanglah pegas pada statif
3.ukurlah panjang pegas mula-mula (yo) dan siapkan kertas grafik dibagian belakang pegas
4.pasang beban (m) pada bagian bawah pegas
5.ukurlah panjang pegas sekarang (y)
6.tariklah pegas ke arah bawah dan catat pertambahan panjangnya (∆y)
7.lepaskan dan hitung waktu yang diperlukan untuk melakukan 25 kali getaran
8.lakukan langkah 5 s.d. 8 dengan massa beban (m) yang berbeda
9.catatlah data pada tabel yang disediakan
10.Dari tabel tersebut carilah konstanta pegas dan simpulkan hasil eksperimen kelompok anda mengenai pengaruh pemberian gaya pada pegas!
Bagaimana hasil aktivitas yang telah kamu lakukan? Jika kamu melakukan kegiatan dengan benar maka kamu akan memperoleh grafik antara berat beban (F) dengan pertambahan panjang pegas (x) sebagai berikut :

Hubungan antara besar gaya yang bekerja pada pegas ternyata berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas. Perbandingan yang konstan dikenal sebagain konstanta pegas. Konstanta ini merupakan nilai karakteristik dari suatu pegas. Penyelidikan ini juga pernah dilakukan oleh Hooke dan dinyatakan melalui hukumnya yang berbunyi :

Apakah yang terjadi pada pegas ketika ditarik atau ditekan? Ketika pada pegas bekerja gaya F dan pegas bertambah panjang atau bertambah pendek maka pegas tersebut memberikan gaya yang berlawanan dengan perubahan panjang tersebut. Gaya tersebut adalah gaya pemulih (Fp). Gaya pemulih ini bertujuan untuk mengembalikan keadaan pegas seperti sebelum dikenai gaya. Besarnya gaya pemulih ini besarnya sama dengan besar gaya penyebabnya dengan arah berlawanan. Secara matematis hukum hooke menjadi:

tanda (-) berarti gaya pemulih memiliki arah berlawanan dengan perubahan panjang pegas.
Bagaimanakah persyaratan berlakunya hukum hooke? Ketika pegas dikenai gaya maka pegas tersebut berusaha mengembalikan keadaannya seperti semula karena bersifat elastis. Hukum hooke berlaku jika gaya yang diberikan pada pegas tidak melebihi batas elastisitasnya. Sifat elastisitas pegas bisa hilang jika gaya yang diberikan melebihi batas elastisitasnya. Jadi, hukum hooke berlaku ketika kita memberikan gaya pada pegas tidak boleh melebihi batas elastisitasnya.
Berapakah usaha yang diperlukan untuk memberikan gaya sebesar F? Berapakah energi potensial yang dimiliki pegas ketika dikenai gaya tersebut? Besarnya usaha yang diperlukan untuk memberikan gaya sebesar F sama dengan luas dibawah kurva F-x. Sehingga usaha yang diperlukan :

Energi potensial yang dimiliki pegas ketika pegas dikenai gaya F adalah :

Sehingga berdasarkan persamaan tersebut dapat disimpulkan bahwa energi potensial pegas adalah Ep = ½ kx2.
2.Penggunaan pegas dalam kehidupan sehari-hari
Dalam kehidupan modern ini, pegas memiliki peranan yang sangat vital. Diantara peranan pegas tersebut antara lain :
1.Penggunaan pegas pada kendaraan bermotor. Pegas pada kendaraan bermotor digunakan untuk mengurangi goncangan akibat jalan yang tidak rata. Pegas dengan sifat elastisnya membuat pengendara menjadi lebih nyaman dalam berkendara
2.Penggunaan pegas pada kasur. Kasur dengan pegas dapat menyangga tubuh dengan sempurna sehingga menunjang kesehatan tubuh serta menjaga kenyamanan tidur kita karena kelenturannya terjamin
3.Penggunaan pegas pada bolpoin. Pegas dapat mengeliminasi penggunaan tutup bolpoin yang kurang praktis. Dengan menggunakan pegas, kita bisa nyaman membawa bolpin serta praktis dalam menggunakannya.
Dalam menggunakan pegas kita harus memperhitungkan konstanta pegas yang sesuai sehingga kenyamanan dan keamanan penggunaan terjamin.

*Arsip Tugas kuliah