▷ Hukum Hooke: apa itu, rumus, latihan yang diselesaikan...

Pada artikel ini Anda akan menemukan apa saja isi hukum Hooke, apa rumusnya, dan beberapa latihan yang diselesaikan langkah demi langkah pada hukum Hooke.

Apa Hukum Hooke?

Hukum Hooke , juga disebut hukum elastisitas Hooke , adalah hukum fisika yang menghubungkan gaya yang diterapkan pada pegas dengan perpanjangan pegas. Lebih spesifiknya, hukum Hooke menyatakan bahwa perpanjangan pegas berbanding lurus dengan besarnya gaya yang diberikan.

Hukum Hooke ditemukan oleh fisikawan Inggris Robert Hooke. Menariknya, karena takut orang lain akan mempublikasikan penemuannya terlebih dahulu, Hooke pertama kali menerbitkan undang-undang tersebut dalam bentuk anagram pada tahun 1676, dan kemudian pada tahun 1678 ia menerbitkan undang-undang tersebut secara resmi.

Hukum Hooke mempunyai banyak penerapan, dalam bidang teknik, konstruksi dan studi material, hukum Hooke banyak digunakan. Misalnya, pengoperasian dinamometer didasarkan pada hukum Hooke.

Rumus Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan bahwa gaya yang diterapkan pada pegas dan perpanjangannya berbanding lurus.

Jadi, rumus hukum Hooke menyatakan bahwa gaya yang diterapkan pada pegas sama dengan hasil kali konstanta elastis pegas dan perpanjangannya.

$F=k\cdot\Delta x$

Emas:

$F$

adalah gaya yang diterapkan pada pegas, dinyatakan dalam newton.
$k$

adalah konstanta elastis pegas yang satuannya N/m.
$\Delta x$

adalah perpanjangan yang dialami pegas ketika gaya diterapkan, dinyatakan dalam meter.

Perlu diingat bahwa hukum Hooke hanya berlaku pada daerah elastis pegas, artinya ketika gaya berhenti maka pegas akan kembali ke bentuk semula.

Ketika gaya luar diterapkan pada pegas, maka pegas akan menghasilkan gaya reaksi yang besar dan arahnya sama tetapi arahnya berlawanan (prinsip aksi-reaksi). Oleh karena itu, pegas akan selalu mengerahkan gaya untuk berusaha kembali ke posisi setimbangnya.

$F_{spring}=-k\cdot \Delta x$

Sebaliknya, dengan memberikan gaya pada pegas, energi potensial disimpan. Jadi rumus menghitung energi potensial elastis adalah:

$U=\cfrac{1}{2}\cdot k \cdot \Delta x^2$

Contoh Hukum Hooke

Setelah kita mengetahui definisi hukum Hooke, berikut adalah contoh konkrit hukum fisika tersebut untuk memahami konsep tersebut secara utuh.

Sebuah gaya sebesar 30 N diberikan pada sebuah pegas dan pegas tersebut memanjang sejauh 0,15 m. Berapakah konstanta elastis pegas tersebut?

Dalam hal ini, ini adalah soal hukum Hooke karena kita mempelajari perpanjangan pegas, oleh karena itu kita harus menggunakan rumus yang terlihat di atas:

$F=k\cdot\Delta x$

Sekarang kita hilangkan konstanta elastisitas pegas dari rumus:

$k=\cfrac{F}{\Delta x}$

Dan terakhir, kita substitusikan data masalah ke dalam rumus dan lakukan perhitungan:

$k=\cfrac{F}{\Delta x}=\cfrac{30}{0.15}=200 \ \cfrac{N}{m}$

Memecahkan masalah hukum Hooke

Latihan 1

Sebuah benda bermassa 8 kg digantung pada sebuah pegas vertikal. Berapa panjang pegas yang diperpanjang jika konstanta elastisnya 350 N/m? (g=10m/ ^s2 )

lihat solusinya

Pertama-tama, kita harus menghitung gaya beban yang diberikan massa pada pegas. Untuk melakukannya, cukup kalikan massa dengan gravitasi:

$P=m\cdot g = 8\cdot 10=80 \ N$

Dan setelah kita mengetahui gaya yang diterapkan pada pegas, kita dapat menggunakan rumus hukum Hooke.

$F=k\cdot\Delta x$

Kami menghapus ekstensi dari rumus:

$\Delta x=\cfrac{F}{k}$

Terakhir, kami mengganti nilainya ke dalam rumus dan menghitung perpanjangan pegas:

$\Delta x=\cfrac{F}{k}=\cfrac{80}{350} =0,23 \ m = 23 \ cm$

Latihan 2

Sebuah pegas diberi gaya sebesar 50 N, sehingga pegas tersebut memanjang sebesar 12 cm. Berapa panjang pegas jika diberi gaya sebesar 78 N?

lihat solusinya

Untuk menghitung perpanjangan pegas, pertama-tama kita harus menentukan konstanta elastisnya. Oleh karena itu, kami mengisolasi konstanta pegas dari hukum Hooke dan menghitung nilainya:

$F=k\cdot \Delta x \quad \longrightarrow \quad k=\cfrac{F}{\Delta x}=\cfrac{50}{0.12} =416.67 \ \cfrac{N} {m}[ /latex] Maintenant que nous connaissons la valeur de la constante d'élasticité, nous pouvons calculer l'allongement du ressort en utilisant la loi de Hooke : [latex]F=k\cdot \Delta x \quad \longrightarrow \quad \Delta x=\cfrac{F}{k}=\cfrac{78}{416.67} =0,19 \ m = 19 \ cm$

Latihan 3

Kita mempunyai sebuah bola bermassa m=7 kg yang diletakkan di sebelah pegas dengan posisi mendatar yang konstanta elastisitasnya 560 N/m. Jika kita mendorong bola dan menekan pegas sebesar 8 cm, maka bola akan terdorong dan kembali ke kedudukan semula. Dengan percepatan berapa bola akan meninggalkan kontak dengan pegas? Abaikan gesekan selama latihan.

lihat solusinya

Pertama, kita harus menghitung gaya yang dilakukan dengan mendorong bola dan menekan pegas. Untuk melakukan ini, kami menerapkan rumus dari hukum Hooke:

$F=k\cdot \Delta x=560 \cdot 0,08 = 44,8 \ N$

Untuk memahami bagian ini dengan baik, Anda harus memahami konsep hukum Hooke dengan jelas. Gaya yang diberikan pada pegas juga menghasilkan gaya reaksi yang besar dan arahnya sama, tetapi arahnya berlawanan. Jadi, gaya yang dikerjakan pegas pada bola sama besarnya dengan gaya yang dihitung di atas:

$|F_{ressort\à balle}|=|F|=44,8 \ N$

Terakhir, untuk menentukan percepatan bola, kita harus menerapkan hukum kedua Newton:

$F_{spring\to ball}=m_{ball}\cdot a_{ball}$

Jadi kita selesaikan percepatan dari rumus dan substitusikan datanya untuk mencari nilai percepatan bola:

[lateks] a_{bola}=\cfrac{F_{pegas\ke bola}}{m_{bola}}=\cfrac{44.8}{7}=6.4 \ \cfrac{m}{s^2 }[/lateks ]

Hukum hooke

Apa Hukum Hooke?

Rumus Hukum Hooke

Contoh Hukum Hooke

Memecahkan masalah hukum Hooke

Latihan 1

Latihan 2

Latihan 3

Tinggalkan komentar Batalkan balasan