Rangkuman Materi Elastisitas dan Hukum Hooke Fisika Kelas 10 Semester 1

Elastisitas dan Hukum Hooke

Pada postingan kali ini Synaoo.com akan memberikan rangkuman materi SMA Kelas 10 Semester 1 Kurikulum 2013 yaitu pada Bab Elastisitas dan Hukum Hooke.

MATERI ELASTISITAS DAN HUKUM HOOKE PDF

A. Mengenal Elastisitas

Elastisitas adalah sifat suatu benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang mengenai benda dihilangkan. Benda yang mengalami elastisitas disebut benda elastis.

1. Tegangan

Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda pada luas penampang tertentu.

$\mathbf{S = \frac{F}{A}}$

Keterangan :

F = Gaya (N)
A = Luas penampang ( $m^{2}$ )
S = Tegangan ( $N/m^{2}$ )

2. Regangan

Regangan adalah perubahan relatif ukuran benda yang mengalami tegangan.

$\mathbf{e=\frac{\Delta L}{L_{0}}}$

Keterangan :

e = Regangan
Lo = Panjang mula benda (m)
L = Panjang akhir benda (m)
ΔL = Pertambahan panjang benda (m)

3. Modulus Elastisits (Modulus Young)

Modulus elastisitas adalah besarnya gaya yang bekerja pada luas penampang tertentu untuk meregangkan benda.

$\mathbf{Y=\frac{tegangan (\sigma )}{regangan (e)}}$

$\mathbf{= \frac{\frac{F}{A}}{\frac{\Delta L}{L_{0}}}}$

$\mathbf{=\frac{F.L_{0}}{A.\Delta L}}$

Keterangan :

F = Gaya (N)
A = Luas penampang benda ( $m^{2}$ )
Lo = Panjang awal benda (m)
ΔL = Pertambahan panjang benda (m)
Y = Modulus Young ( $N/m^{2}$ )

Berikut ini adalah nilai modulus young dari beberapa bahan :

4. Batas elastisitas

Sifat elastisitas benda mempunyai batas pada nilai gaya tertentu. Jika gaya yang diberikan lebih kecil daripada batas elastisitas, benda akan kembali ke bentuk semula ketika gaya tersebut dihilangkan. Tetapi, jika gaya yang diberikan lebih besar daripada batas elastisitas benda, maka benda tidak dapat kembali ke bentuk semula.

B. Hukum Hooke pada Benda Elastis

Hukum hooke di cetuskan oleh Robert Hooke pada tahun 1678.

Hukum Hooke menyatakan bahwa pegas yang ditarik dengan suau gaya tanpa melampaui batas elasitasnya, pada pegas akan bekerja gaya pemulih yang sebanding dengan simpangan benda dari titik seimbangnya, tetapi arahnya berlawanan dengan arah gerak benda.

$\mathbf{F_{p}=-k.\Delta x}$

Keterangan :

Fp = Gaya pemulih (N)
Δx = Simpangan pegas (m)
k = Tetapan pegas (N/m)

2. Tetapan Gaya pada Benda Elastis

Sebelumnya telah kita ketahui rumus modulus Young yaitu :

Y $\mathbf{=\frac{F.L_{0}}{A.\Delta L}}$

Dari persamaan di atas, besar gaya yang bekerja pada benda yaitu:

$\mathbf{F=\frac{YA}{L_{0}}DI}$

Berdasarkan hukum Hooke, besar gaya pemulih pada pegas sebesar F = -k. Δx. Dengan demikian, rumus konstanta pada benda elastis sebagai berikut :

$\mathbf{k=\frac{YA}{L_{0}}}$

3. Hukum Hooke untuk Susunan Pegas

a. Susunan Seri Pegas

$\mathbf{F_{p}=-k.\Delta x}$

$\mathbf{\Delta x=-\frac{F_{p}}{k}}$

Pertambahan panjang pegas yang disusun seri merupakan jumlah pertambahan panjang kedua pegas.

$\Delta x=\Delta x_{1}+\Delta x_{2}=\frac{F_{p}}{k_{1}}+\frac{F_{p}}{k_{2}}=F_{p}(\frac{1}{k_{1}}+\frac{1}{k_{2}})=F_{p}(\frac{1}{k^{_{seri}}})$

$\frac{1}{k_{seri}}=\frac{1}{{k_{1}}}+\frac{1}{k_{2}}$

Jadi, tetapan pegas yang disusun seri dihitung :

$\mathbf{\frac{1}{k_{seri}}=\frac{1}{k_{1}}+\frac{1}{k_{2}}+...}$

b. Susunan Paralel Pegas

Fp = Fp1 + Fp2
kp Δx p= k1 Δx + k2 Δx
kp Δx = (k1 + k2) Δx

Rumus tetapan pegas yang disusun paralel :

kp = k1 + k2 + ...

Demikian materi singkat dari Synaoo.com tentang Elastisitas dan Hukum Hooke.

Semoga materi yang diberikan dapat membantu proses belajar sobat Synaoo.

Selamat Belajar.

Labels: Fisika