Pengertian Hukum Hooke adalah menyelidiki hubungan antara gaya F yang merenggangkan sebuah pegas dengan pertambahan panjang pegas (Δx), di daerah batas elastisitas pegas. Pada daerah elastisitasnya, Besar gaya luar yang diberikan (F) sebanding dengan pertambahan panjang pegas (Δx).
Bunyi Hukum Hooke
Jika Gaya Tarik Yang Diberikan Pada Sebuah Benda Pegas Tidak Melewati Elastisitas Bahannya, Maka Benda Sebanding Dengan Pertambahan Panjang Gaya Tarik.
Artinya, gaya yang bekerja pada benda elastis/pegas itu berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas tersebut.
Apabila gaya yang bekerja pada benda pegas itu sudah melewati batas elastisitas bahan dari benda tersebut, maka benda tersebut tidak bisa kembali lagi kedalam bentuk semula.
Apabila gaya itu terus bekerja pada benda, serta melewati batas keelastisitasannya? Maka benda itu akan menjadi rusak.
Apa Hubungannya Elastisitas Dengan Hukum Hooke
Hubungan elastisitas ini tidak pernah lepas dari hukum hooke, hal tersebut hukum ini menyatakan mengenai gaya yang bekerja terhadap benda pegas atau pun benda yang elastis.
Elastisitas itu merupakan sifat dari benda yang mempunyai kemampuan untuk membentuk kembali pada ukuran awalnya, apabila gaya yang bekerja itu dihilangkan.
Sifat elastisitas ini pun juga tidak pernah lepas dari tegangan serta regangan yang terjadi pada benda. Sifat ini masuk ke dalam persamaan hukum hooke seperti berikut.
Persamaan hukum Hooke
Dari bunyi hukum Hooke di atas, bisa di simpulkan hukum Hooke dapat dituliskan sebagai berikut:
F = K . Δx (atau) K = F / Δx
keterangan:
F : ialah besar gaya luar yang diberikan pada Pegas (N)
Δx :ialah Pertambahan panjang pegas (m)
K :ialah Konstanta Pegas (N/m)
Ketika sebuah pegas diberikan gaya luar dengan ditarik, maka pegas akan mengeluarkan gaya yang besarnya sama dengan gaya luar yang menariknya, tetapi arahnya akan berlawanan (aksi = reaksi). Jika gaya yang diberikan pegas ini disebut dengan Gaya pemulih pegas (Fp), maka gaya pemulih ini juga akan sebanding dengan pertambahan panjang pegas Δx.
Secara matematis dapat dituliskan :
Fp = – K . Δx
Dari persaman persamaan di atas,maka akan dapat ditarik kesimpulan bahwa didalam batas elastisitas benda, gaya F sebanding dengan pertambahan panjang benda.
Pernyataan Inilah Yang Dikenal Dengan Hukum Hooke.
Hukum Hooke ialah hukum atau ketentuan tentang gaya yang diakibatkan oleh sifat elastisitas suatu bahan pegas (peer). Besarnya hukum Hooke ini akan sebanding dengan pertambahan panjang pegas diukur dari posisi setimbangnya.
Secara matematis hukum Hooke dapat dituliskan ialah sebagai berikut :
F = – k . Δx
keterangan:
F : gaya luar yang diberikan (N)
k : konstante pegas (N/m)
Δx : pertambahan panjang pegas dari posisi normalnya (m).
1. Tegangan
Persamaan tegangan :
\sigma=\frac{F}{A}
Dimana,
σ (dibaca sigma) = tegangan (satuan : N / m2 atau Pa).
F = Gaya (satuan : N).
A = Luas penampang (satuan : m2).
Tegangan adalah suatu keadaan dari benda yang diberikan gaya pada salah satu ujung benda tersebut, sedangkan pada ujung lainnya itu tertahan.
2. Regangan
Persamaan regangan :
e=\frac{\triangle L}{L_o}
Keterangan persamaan regangan (e) :
ΔL = Pertambahan panjang (satuan : m).
Lo = Panjang awal (satuan : m).
Regangan ini tidak mempunyai satuan, karena satuan pertambahan panjang itu sama dengan panjang awal serta berbanding terbalik (dibagi).
Keadaan suatu benda yang mengalami keregangan, disebabkan karna gaya yang bekerja pada benda dihilangkan, sehingga kembali menjadi bentuk awal.
3. Modulus Elastisitas
Persamaan elastisitas atau modulus Young :
E=\frac{\sigma}{e}
Simbol (E) ini merupakan modulus elastisitas yang menyatakan perbandingan antara tegangan (e) dengan regangan (σ), atau modulus elastisitas itu berbanding lurus dengan tegangan, namun berbanding terbalik dengan besaran regangan.
Satuan E = N / m2, σ = N / m2 atau Pa, sedangkan regangan (e) tidak memiliki satuan dasar.
Grafik Hukum Hooke
Keteragan :
Gaya (F) itu sebanding dengan pertambahan panjang (x). Jika F diperbesar sampai pada batas linieritas (A) benda pegas itu bisa kembali pada bentuknya yang awal setelah F dihilangkan.
Apabila F itu kemudian terus diperbesar sampai melampaui daerah plastis (B), maka benda pegas tersebut akan semakin panjang ke atas, serta tidak dapat untuk kembali ke bentuknya yang semula.
Jika F itu terus memperbesar sampai pada titik putus (C), maka benda tersebut akan putus atau rusak. Hukum hooke disebuah benda pegas itu tersusun secara seri, paralel, dan juga energi potensial yang tersimpan di dalam benda pegas.
1. Rangkaian Seri
Dua atau lebih benda pegas yang tersusun dengan secara seri itu akan menghasilkan persamaan seperti berikut :
K_s=\frac{k}{n}\\
\ \\
atau \\
\ \\
K_s=\frac {1}{2}k
Susunan benda pegas seri (Ks) itu sebanding dengan nilai konstanta (k), serta berbanding terbalik dengan jumlah benda (n). Satuan konstanta yang sudah ditetapkan ialah N / m.
2. Rangkaian Paralel
Benda pegas yang tersusun dari dua atau bahkan lebih benda, maka luas penampangnya itu pun akan bertambah sampai 2 x dari luas awal. Hal ini ditunjukkan dengan persamaan di bawah ini.
K_p=n.\cdot k
3. Energi Potensial Pegas
Pegas mempunyai energi potensial hal ini karna sifatnya yang elastis.
E_p=\frac {1}{2}\cdot k\cdot \triangle x^2
Keterangan :
Ep = Energi potensial (sataun : J)
k = konstanta (satuan : N / m)
△x = pertambahan panjang (satuan : m)
Contoh Hukum Hooke pada Pegas
Contohnya :
kita tinjau pegas yang dipasang horizontal, di mana pada ujung pegas tersebut digantungkan sebuah benda bermassa (M). Dengan mengabaikan massa benda, sehingga pegas akan meluncur pada permukaan horizontal tanpa ada hambatan. Terlebih dahulu kita buat kesepakatan bahwa arah ke kanan akan bernilai positif serta arah ke kiri akan bernilai negatif .
Setiap pegas memiliki panjang alami adalah panjang pegas sebelum diberi gaya luar, jika pegas tidak diberikan gaya luar maka yang akan terjadi ialah pegas berada dalam keadaan setimbangnya.
Jika kita menarik ujung pegas, sementara ujung yang lain terikat tetap, maka yang akan terjadi pegas akan bertambah semakin panjang. jadi Pertambahan panjang ini akan sebanding dengan besarnya gaya yang berikan. Hal ini sesuai dengan hukum hooke.
Demikianlah penjelasan mengenai Pengertian Hukum Hooke, Grafik, Persamaan, Rumus dan Contoh, kami berharap apa yang diuraikan dapat bermanfaat untuk anda.
