Rumus Konstanta Pegas dan Contoh Soalnya Lengkap

Ilustrasi rumus konstanta pegas dan contoh soalnya lengkap, sumber foto Dan Cristian Pădureț on Unsplash

Dalam mata pelajaran fisika ada satu materi yang membahas mengenai pegas yaitu terkait dengan gaya pegas. Dalam kehidupan sehari-hari, pegas banyak kita temui. Misalnya per di shock motor atau mobil dan benda-benda lainnya.

Dalam fisika, gaya pegas disebut dengan hukum hooke yang dikenalkan oleh Robert Hooke. Hukum ini menyelidiki hubungan antara gaya pegas atau benda elastis lainnya supaya benda tersebut dapat kembali ke bentuk semua bila diberi sebuah gaya.

Di dalam gaya pegas nantinya akan dibahas mengenai konstanta pegas. Artikel ini akan mengulas mengenai rumus konstanta pegas dan contoh soalnya lengkap.

Rumus Konstanta Pegas

Ilustrasi rumus konstanta pegas dan contoh soalnya lengkap, sumber foto Roman Mager on Unsplash

Sebelum membahas mengenai rumus konstanta pegas, perlu Anda ketahui terlebih dahulu benda apa saja di dalam sekitar kita yang memiliki gaya pegas. Berikut adalah beberapa contoh benda yang memiliki gaya pegas.

Dikutip dari buku Super Lengkap Pelajaran 6 in 1 SMA IPA karya Tim Guru Indonesia, (2015) dijelaskan bahwa untuk menghitung konstanta pegas bisa menggunakan rumus di bawah ini.

K = F/X

Keterangan:

k = Nilai Konstanta Pegas (N/m)

F = Besar Gaya yang diberikan ke Pegas (N)

X = Perubahan panjang pegas (m)

mengingat bahwa:

X = x2 - x1

x2 : Panjang akhir pegas (m)

x1 : Panjang mula-mula pegas (m)

Contoh Soal

Ilustrasi fisika. Foto: Hyejin Kang/Shutterstock

Sebuah pegas memiliki panjang 20 cm, ketika pegas diberi gaya sebesar 40 N panjang pegas berubah menjadi 24cm. Berapakan nilai konstanta pegas tersebut?

diketahui:

F = 40 N

x1 = 20cm

x2 = 24cm

ditanya: Nilai Konstanta Pegas (k)?

Penyelesaian:

Sebelum mencari nilai konstanta pegas mari kita cari terlebih dahulu nilai perubahan panjang pegas.

X = x2 - x1

X = 24 - 20

X = 4 cm

X = 0,04 m

Maka tinggal dihitung nilai konstanta pegasnya

K = F/X

K= 40/0,04

K = 1.000 N/m

Demikian adalah pembahasan mengenai rumus konstanta pegas di dalam pelajaran fisika dan contoh soal lengkap.

Baca juga: Rumus dan Contoh Soal Hukum Charles dalam Fisika

Hukum Hooke

Ilustrasi materi fisika. Foto: pexels

Hukum Hooke merupakan bagian dari materi fisika. Pada tahun 1678, Robert Hooke mendefinisikannya melalui pernyataan sebagai berikut:

“Apabila pada sebuah pegas bekerja sebuah gaya, maka pegas tersebut akan bertambah panjang sebanding dengan besarnya gaya yang mempengaruhi pegas tersebut.

Mengutip buku Rumus Anti Lupa Fisika SMA Kelas X, XI, XII susunan Tentor Merah Putih, Hukum Hooke dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut:

F = k. Δx

Catatan:

F = Gaya yang diberikan pada pegas (N)

k = Konstanta pegas (N/m)

Δx = Pertambahan panjang pegas (m)

Pada saat ditarik beban dengan gaya F, maka pegas memberikan gaya pada beban dengan besar yang sama dengan gaya tarik. Namun, arah pegas tersebut berlawanan sesuai dengan Hukum III Newton. Gaya ini disebut sebagai Gaya Pemulih.

Baca juga: Rumus Periode Bandul dalam Pelajaran Fisika

Rumus gaya pegas Hukum Hooke

Ilustrasi rumus gaya pegas. Foto: unsplash

Hukum Hooke memuat tetapan pegas dan batas elastisitasnya. Untuk menghitung besarannya, Anda bisa menggunakan rumus sebagai berikut:

1. Tetapan pegas

Dikutip dari buku Super Lengkap Pelajaran 6 in 1 SMA IPA karya Tim Guru Indonesia (2015), berikut ini rumus tetapan pegas atau konstanta pegas:

K = F/X

Keterangan:

k = Nilai Konstanta Pegas (N/m)

F = Besar Gaya yang diberikan ke Pegas (N)

X = Perubahan panjang pegas (m)

2. Batas elastisitas

Batas elastisitas merupakan gaya maksimum yang dapat diberikan benda sebelum benda tersebut berubah bentuk secara tetap dan panjang benda tidak dapat kembali seperti semula. Misalnya menjadi plastis ataupun hancur.

Elastisitas dalam Hukum Hooke terbagi menjadi 3 jenis, yakni stress, strain, dan modulus young. Berikut rumus lengkapnya yang bisa Anda simak:

a. Stress

Tegangan = gaya luar (F) : luas permukaan (A)

b. Strain

Regangan = pertambahan panjang (∆l) : panjang mula-mula (Io)

c. Modulus young

Modulus Young (E) = tegangan : regangan

atau E = (F : A) : (∆l : Io)

Baca juga: Rumus dan Contoh Soal Energi Potensial Pegas

(WWN)