modul elastisitas rizqa upload gc

Elastisitas untuk sma/ma kelas xi Rizqa Nurul Fadilah - Tegangan - Regangan - Modulus elastisitas - Hokum hooke DAN SUSUNAN PEGAS Sma al-furqan jember Jalan Letjend suprapto vi no. 85 telp (0331) 326985

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan rasa syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas pemberian rahmat, taufik, dan hidayahNya kepada kita semua. Salah satu contoh kecil dari nikmat itu adalah terselesaikannya e-modul fisika kelas XI materi elstisitas sebagai pendukung pembelajaran di SMA Al Furqan Jember. Sholawat dan salam semoga tersampaikan selalu kepada Nabi Muhammad SAW. E-modul ini berisi materi Elastisitas untuk membantu siswa agar mampu belajar mandiri. Penyusun berharap e-modul ini dapat dijadikan sebagai panduan dalam pembelajaran fisika. Akhir kata, semoga segala upaya yang dilakukan dapat bermanfaat untuk memajukan pendidikan di Indonesia, khususnya bidang fisika. i

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ......................................................................................................................... i DAFTAR ISI ......................................................................................................................................... ii GLOSARIUM ....................................................................................................................................... iii PENDAHULUAN ................................................................................................................................ 1 A. Identitas Modul ...................................................................................................................... 1 B. Kompetensi Dasar ................................................................................................................. 1 C. IPK ............................................................................................................................................... 1 D. Deskripsi ................................................................................................................................... 1 E. Petunjuk Penggunaan Modul ............................................................................................ 2 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 .................................................................................................... 4 A. Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 4 B. Uraian Materi .......................................................................................................................... 4 C. Rangkuman .............................................................................................................................. 8 D. Tugas .......................................................................................................................................... 8 E. Latihan ....................................................................................................................................... 10 F. Penilaian Diri ........................................................................................................................... 12 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 .................................................................................................... 14 A. Tujuan Pembelajaran ........................................................................................................... 14 B. Uraian Materi .......................................................................................................................... 14 C. Rangkuman .............................................................................................................................. 20 D. Tugas .......................................................................................................................................... 20 E. Latihan ....................................................................................................................................... 24 F. Penilaian Diri ........................................................................................................................... 27 EVALUASI ............................................................................................................................................ 29 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................... 36 ii

Elastis GLOSARIUM Inelastis : sifat benda yang kembali ke bentuk semula ketika Modulus Elastisitas pengaruh gaya dari luar dihilangkan dari padanya : Lawan dari sifat elastis : angka yang digunakan untuk mengukur objek atau ketahanan bahan untuk mengalami deformasi elastis ketika gaya diterapkan pada benda iii

PENDAHULUAN A. Identitas Modul Mata Pelajaran : Fisika Kelas : XI Alokasi Waktu : 9 JP Judul Modul : Elastisitas B. Kompetensi Dasar 3.2 Menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari 4.2 Melakukan percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan C. IPK 1. Menjelaskan definisi tegangan 2. Menghitung nilai tegangan pada pegas 3. Menjelaskan definisi regangan 4. Menghitung nilai regangan pada pegas 5. Menjelaskan konsep modulus elastisitas 6. Menghitung nilai modulus elastisitas pada pegas 7. Menjelaskan hubungan gaya terhadap pertambahan panjang pegas yang memiliki konstanta yang sama 8. Menghitung nilai konstanta pengganti beserta pertambahan panjangnya untuk pegas yang tersusun secara seri 9. Menghitung nilai konstanta pengganti beserta pertambahan panjangnya untuk pegas yang tersusun secara paralel 10. Menghitung nilai konstata pengganti beserta pertambahan panjangnya untuk pegas yang tersusun secara seri-paralel D. Deskripsi Saat sedang berkendara, kamu pasti pernah melewati polisi tidur di jalan. Eits! polisi tidur yang dimaksud bukan polisi yang sedang tiduran di jalan, ya. Tapi, tambahan 1

aspal/semen yang dipasang melintang di jalan guna memperlambat kecepatan kendaraan. Nah, saat melewati polisi tidur, kendaraanmu akan sedikit berguncang karena pengaruh dari tinggi polisi tidur tersebut. Apalagi kalau polisi tidurnya ada banyak, terus jaraknya berdekatan. Hmm… Mungkin jadinya bakal kayak berasa duduk di kursi pijat bukan???  Untungnya, setiap kendaraan memiliki alat yang berfungsi untuk mengatasi setiap guncangan yang terjadi di sepanjang perjalanan. Peredam kejut atau shock absorber nama kerennya. Peredam kejut akan menyerap setiap guncangan dan mengubahnya menjadi gerakan yang elastis. Peredam kejut (shock absorber) pada motor (sumber : ruangguru.com) Perlu kamu ketahui, peredam kejut sangat penting untuk keselamatan. Tanpa adanya alat ini, bisa-bisa kendaraanmu akan terpental saat melewati polisi tidur atau jalan yang tidak rata permukaannya. Kalau kamu lihat gambar di atas, bentuk peredam kejut terlihat seperti pegas, ya. Hal ini yang menyebabkan sifatnya menjadi elastis. Eh, tapi, ngomong-ngomong masalah elastis, memangnya elastis itu apa, sih? E. Petunjuk Penggunaan Modul Sebelum peserta didik membaca isi modul, terlebih dahulu membaca petunjuk khusus dalam penggunaan modul agar memperoleh hasil yang optimal. 1. Sebelum memulai menggunakan modul, marilah berdoa kepada Allah SWT agar diberikan kemudahan dalam memahami materi ini dan dapat mengamalkan dalam kehidupan sehari-hari. 2. Sebaiknya peserta didik mulai membaca dari pendahuluan, kegiatan pembelajaran, rangkuman, hingga daftar pustaka secara berurutan. 2

3. Setiap akhir kegiatan pembelajaran, peserta didik mengerjakan latihan soal dengan jujur tanpa melihat uraian materi. 4. Peserta didik dikatakan tuntas apabila dalam mengerjakan latihan soal memperoleh nilai ≥ 70 sehingga dapat melanjutkan ke materi selanjutnya. Jika peserta didik memperoleh nilai < 70 maka peserta didik harus mengulangi materi pada modul ini dan mengerjakan kembali latihan soal yang ada. 3

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 ________________________________________________________ A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan peserta didik mampu: 1. Menjelaskan definisi tegangan 2. Menghitung nilai tegangan pada pegas 3. Menjelaskan definisi regangan 4. Menghitung nilai regangan pada pegas 5. Menjelaskan konsep modulus elastisitas 6. Menghitung nilai modulus elastisitas pada pegas 7. Menjelaskan hubungan gaya terhadap pertambahan panjang pegas yang memiliki konstanta yang sama B. Uraian Materi A. Tegangan Tegangan (stress) pada benda, misalnya kawat besi, didefinisikan sebagai gaya persatuan luas penampang benda tersebut. Tegangan diberi simbol σ (dibaca sigma). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. Keterangan: F : besar gaya tekan/tarik (N) A : luas penampang (m2) σ : tegangan (N/m2) Bila dua buah kawat dari bahan yang sama tetapi luas penampangnya berbeda diberi gaya, maka kedua kawat tersebut akan mengalami tegangan yang berbeda. Kawat dengan penampang kecil mengalami tegangan yang lebih besar dibandingkan kawat dengan penampang lebih besar. Tegangan benda sangat diperhitungkan dalam menentukan ukuran dan jenis bahan penyangga atau penopang suatu beban, misalnya penyangga jembatan gantung dan bangunan bertingkat. (College Loan, 2015) 4

Contoh Soal : 1. Tali Nilon berdiameter 2mm ditarik dengan gaya 100 Newton. Tentukan tegangan tali tersebut! Pembahasan : Diketahui : Gaya (F) = 100 Newton Diameter (d) = 2 mm = 0,002 m Jari-jari (r ) = 0,001 m Ditanya : Tegangan Tali ( )? Jawab : Luas permukaan A = π r2 A = (3,14)(0,001m)2 = 0,00000314 m2 A = 3,14 x 10-6 m2 Tegangan σ= σ= σ = 3,15 x 106 (sumber : https://roboguru.ruangguru.com/) B. Regangan (strain) Regangan (strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara penambahan panjang benda Δl terhadap panjang mula-mula lo. Regangan dirumuskan sebagai berikut. ε= Keterangan: ε : regangan strain (tanpa satuan) Δl : pertambahan panjang (m) lo : panjang mula-mula (m) (Sri Handayani dan Ari Damari, 2009) Makin besar tegangan pada sebuah benda, makin besar juga regangannya. Artinya, ΔX juga makin besar. Berdasarkan berbagai percobaan di laboratorium, 5

diperoleh hubungan antara tegangan dan regangan untuk baja dan aluminium seperti tampak pada gambar berikut. Grafik perbandingan tegangan terhadap regangan untuk baja dan aluminium (Sumber : Tegangan, Regangan, dan Modulus Elastisitas (fisikazone.com)) Berdasarkan grafik pada gambar diatas, untuk tegangan yang sama, misalnya 1 × 108 N/m2, regangan pada aluminium sudah mencapai 0,0014, sedangkan pada baja baru berkisar pada 0,00045. Jadi, baja lebih kuat dari aluminium. Itulah sebabnya baja banyak digunakan sebagai kerangka (otot) bangunan-bangunan besar seperti jembatan, gedung bertingkat, dan jalan layang. (College Loan, 2015) Contoh Soal : 1. Seutas tali mempunyai panjang mula-mula 100 cm ditarik hingga tali tersebut mengalami pertambahan panjang 2 mm. Tentukan regangan tali! Diketahui : Panjang awal tali lo = 100cm = 1 meter Ditanya : Pertambahan panjang (Δl) = 2mm = 0,002 meter Regangan tali (ε) ? Jawab : Regangan (ε) = Regangan (ε) = Regangan (ε) = 0,002 (sumber : https://roboguru.ruangguru.com/) C. Modulus Elastisitas (Modulus Young ) Selama gaya F yang bekerja pada benda elastis tidak melampaui batas elastisitasnya, maka perbandingan antara tegangan (σ) dengan regangan (ε) adalah konstan. Bilangan (konstanta) tersebut dinamakan modulus elastis atau modulus Young (E). Jadi, modulus elastis atau modulus Young merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda. Secara matematis ditulis seperti berikut. 6

Keterangan: E : modulus Young (N/m2 atau Pascall) Nilai modulus Young untuk beberapa jenis bahan ditunjukkan pada tabel berikut. Modulus Young Beberapa Jenis Bahan (Sumber : https://fisikazone.com) Contoh soal : 1. Suatu tali berdiameter 4 mm dan mempunyai panjang awal 2 meter ditarik dengan gaya 200 Newton hingga panjang tali berubah menjadi 2,02 meter. Hitung (a) tegangan tali (b) regangan tali (c) modulus elastisitas Young! Diketahui : Diameter (d) = 4mm = 0,004 m Jari-jari = 2 mm = 0,002 m Luas penampang (A) = π r2 = (3,14) (0,002 m)2 = 12,56 x 10-6 m2 Gaya Tarik (F) = 200 N Panjang awal tali (lo) = 2m Pertambahan panjang tali (Δl) = 2,02 -2 = 0,02 m Ditanya : (a) Tegangan (b) Regangan (c) Modulus Young ? Jawab : (a) Tegangan σ= σ= 7

σ = 15,92 x 106 (b) Regangan Regangan (ε) = Regangan (ε) = Regangan (ε) = 0,01 (c) Modulus Young Modulus young (M) = Modulus young (M) = Modulus young (M) =1592 x 106 N/m2 = 1,6 x 109 N/m2 (Sumber : https://gurumuda.net/) C. Rangkuman 1. Tegangan merupakan gaya persatuan luas penampang σ= 2. Regangan merupakan perbandingan antara penambahan panjang benda terhadap panjang awal benda ε= 3. Modulus Young merupakan perbandingan antara tegangan (σ) dengan regangan (ε) (M) = D. Tugas “Menghitung Nila Tegangan, Regangan dan Modulus Elastisitas Pada Pegas Tunggal” #Silahkan kunjungi dengan mengklik link berikut ini terlebih dahulu! (Masses and Springs: Basics (colorado.edu)) Alat dan Bahan (sudah tersedia dalam apk virtual) 1. Dua buah pegas dengan konstanta pegas yang sama yaitu 300 N/m 2. 1 buah beban bermassa 50 gram 8

3. 1 buah beban bermassa 100 gram 4. Penggaris Petunjuk Kerja 1. Buka tautan seperti yang telah dijelaskan sebelumnya dengan meng-klik link yang telah tertera pada penjelasan di atas. 2. Pastikan kedua pegas memiliki konstanta yang sama yaitu 300 N/m pada Spring Strength 1 maupun Spring Strength 2 3. Lakukan pengukuran panjang awal pegas dengan penggaris yang telah tersedia dalam aplikasi 4. Catat hasilnya ke dalam table 5. Gantungkan beban bermassa 50 gram pada pegas 1, serta 100 gram pada pegas 2. 6. Lakukan gerak secara slow motion, kemudian tekan tombol pause saat pegas berada pada simpangan maksimumnya. 7. Lakukan pengukuran panjang akhir pegas, kemudian catat hasilnya ke dalam table Hasil Kerja Pegas Luas Panjang Panjang ΔL = Tegangan Regangan Modulus Awal Akhir A (Lo) (L) L-Lo (σ) (ε) (M) Pegas1 m=50gram = ….. kg Gaya berat (F) 0,001 =mxg m2 = …kg x 10m/s2 = …………… N Pegas m=100gram 9

Gaya berat (F) =mxg = …kg x 10m/s2 = …………… N Pertanyaan : 1. Bagaimana nilai tegangan pada pegas 1 dan pegas 2? Apakah ada perbedaan? Mengapa demikian? 2. Bagaimana nilai regangan pada pegas 1 dan pegas 2? Apakah ada perbedaan? Mengapa demikian? 3. Bagaimana nilai modulus elastisitas pada pegas 1 dan pegas 2? Apakah ada perbedaan? Mengapa demikian? 4. Berdasarkan data yang diperoleh, bagaimanakah hubungan antara massa beban terhadap pertambahan panjang pegas? Mengapa demikian? E. Latihan 1. Benda yang tidak dapat kembali ke bentuk awal setelah gaya di hilangkan disebut.. A. Elastis B. Deformasi C. Inelastis D. Semielastis E. Superelastis 2. Berikut ini contoh benda inelastic adalah... A. kayu, plastik, dan besi B. paku, karet, dan besi C. paku, besi, dan pegas D. pegas, kayu, dan besi E. paku, kayu, dan besi 3. Tali nilon berjari-jari 1 mm ditarik oleh gaya 0,314 N. Tegangan tarik pada tali tersebut adalah ... A. 103 10

B. 104 C. 105 D. 106 E. 107 4. Seutas tali mempunyai panjang mula-mula 80 cm ditarik hingga tali tersebut mengalami pertambahan panjang 4 mm. Regangan dari tali tersebut adalah ... A. 0,01 B. 0,02 C. 0,03 D. 0,04 E. 0,05 5. Sebuah pegas yang bersifat elastis memiliki luas penampang 50 m2. jika pegas ditarik dengan gaya 200 Newton. maka tegangan yang di alami pegas adalah ... N/m2 A. 0,04 B. 0,4 C. 4 D. 40 E. 400 6. Sebuah kawat yang panjangnya 200 cm ditarik dengan gaya 200 Newton. Yang menyebabkan pegas bertambah panjang 20 cm. regangan kawat tersebut adalah ... A. 0,01 B. 0,1 C. 1 D. 10 E. 100 7. Diketahui sebuah pegas dengan tegangan 100N/m2 mengalami regangan sebesar 0,01. maka modulus young dari pegas tersebut adalah ...N/m2 A. 10 B. 102 C. 103 D. 104 E. 105 11

8. Diketahui panjang sebuah pegas 20 cm. Sebuah balok bermassa 20 gram di gantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 5 cm. Maka modulus elastisitas jika luas penampang pegas 100 cm2 adalah ...N/m2 A. 8 B. 80 C. 800 D. 8000 E. 80.000 9. Sebuah pegas panjangnya 30 cm. Jika modulus elastisitas pegas 30N/m2 dan luas ketapel 0,01 m2. maka besar gaya yang diperlukan agar pegas bertambah panang 1 cm adalah ... A. 10-1 B. 10-2 C. 10-3 D. 10-4 E. 10-5 10. seorang anak massanya 50 kg, bergantung pada ujung sebuah pegas. ternyata pegas bertambah panjang 10 cm. Dengan demikian tetapan pegas bernilai ... A. 5 N/m B. 20 N/m C. 50 N/m D. 500 N/m E. 5000 N/m F. Penilaian Diri Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggung jawab! No Pertanyaan Jawaban Ya Tidak 1 Apakah Anda telah mampu memahami konsep tegangan, regangan, dan modulus elastisitas? Apakah Anda telah mampu menghitung nilai 2 besaran tegangan, regangan, beserta modulus elastisitas? 12

Apakah Anda telah mengetahui hubungan gaya pada 3 pegas terhadap pertambahan panjang yang ditimbulkan? 13

KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 ________________________________________________________ A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan peserta didik mampu: 1. Memahami konsep susunan pegas seri, parallel, seri-paralel 2. Menghitung nilai konstanta pengganti beserta pertambahan panjangnya untuk pegas yang tersusun secara seri 3. Menghitung nilai konstanta pengganti beserta pertambahan panjangnya untuk pegas yang tersusun secara paralel 4. Menghitung nilai konstata pengganti beserta pertambahan panjangnya untuk pegas yang tersusun secara seri-paralel B. Uraian Materi 1. Hukum Hooke Gaya pegas (Sumber ://Phetcolorado.edu) Hukum Hooke menyatakan bahwa jika pada suatu pegas bekerja sebuah gaya F, maka pegas tersebut akan mengalami perubahan panjang Δx yang sebanding dengan besarnya gaya yang bekerja. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut: F = -k Δx Dimana F = Gaya Pegas (Newton) k = Konstanta Pegas (N/m) Δx = Perubahan panjang pegas (m) Contoh soal : a. Tentukan nilai konstanta pegas berdasarkan gambar di bawah ini! 14

Jawab : Diketahui : F = 50N Δx = 0,1 m Ditanya k? Jawab : k = F/ Δx = 50/0,1 = 500 N/m 2. Susunan Pegas Berdasarkan susunannya, pegas dapat dibedakan menjadi 3 yaitu: susunan pegas seri, susunan pegas paralel, dan susunan pegas seri-paralel. 15

A. Seri Apabila pegas disusun secara seri maka: Susunan pegas seri (https://hukum-hooke-dan-susunan-pegas/#) - Gaya yang bekerja pada pegas pengganti sama besar (F1 = F2 = F). - Perubahan panjang pengganti sama dengan jumlah pertambahan panjang masing masing pegas (x = x1 + x2 + …). - Konstanta pegas pengganti susunan seri, yaitu: (Sumber :// https://www.edutafsi.com/) Contoh soal : 1. Berdasarkan keterangan gambar di bawah ini, tentukan nilai pertambahan panjang pegas! (k masing-masing pegas = 300N/m) Jawab : Diketahui F= 75N k = 300 N/m Ditanya Δx? Jawab : 1/ k seri = 1/k1 +1/k2 1/kseri = 1/300 +1/300 1/kseri = 2/300 kseri = 300/2 N/m kseri = 150 N/m 16

Δx = F/k seri Δx = 75/150 = 0,5 meter B. Paralel Jika pegas disusun secara parallel maka: Susuna pegas parallel (https://hukum-hooke-dan-susunan-pegas/#) - Gaya pengganti sama dengan jumlah gaya yang menarik masing – masing pegas (F = F1 + F2). - Perubahan panjang pegas sama besarnya (x = x1 = x2). - Konstanta pegas pengganti pada susunan paralel merupakan jumlah setiap konstanta pegas yaitu : (Kp = K1 + K2 + ….Kn) (Sumber :// https://www.edutafsi.com/) Contoh soal: 1. Dua buah pegas disusun secara parallel dengan masing-masing konstanta 200 N/m. Tentukan nilai konstanta pengganti pegas serta pertambahan panjangnya apabila sistem pegas tersebut ditarik oleh gaya senilai 50 N! Diketahui : k1 = k2 = 200 N/m secara parallel F = 50N Ditannya : kp ? dan Δx? Jawab : kp= k1+k2 = 200+200 = 400N/m F = kp Δx Δx = F/kp Δx = 50/400 =0,125 m 17

C. Campuran Apabila pegas disusun secara seri dan parallel maka berlaku: Susuna seri-paralel (https://hukum-hooke-dan-susunan-pegas/#) - Gaya pengganti susunan parallel sama besarnya dengan gaya susunan seri (F1 + F2 = F3). - Perubahan panjang pegas (x = x1 + x3 ) atau (x = x2 + x3) - Konstanta pegas pengganti berdasarkan gambar yaitu : (Sumber :// https://www.edutafsi.com/) #the smart solution Langkah cepat 18

Contoh soal : 1. Tiga pegas identik, masing-masing mempunyai konstanta elastisitas 200 N/m tersusun seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Pada ujung bawah susunan pegas digantungi beban seberat w sehingga susunan pegas bertambah panjang 1 cm. Berat beban w adalah… Pembahasan Diketahui : Konstanta masing-masing pegas (k1 = k2 = k3) = 200 N/m Pertambahan panjang sistem pegas (x) = 1 cm = 0,01 meter Ditanya : berat beban (w) Jawab : Terlebih dahulu hitung konstanta pegas gabungan. Pegas 1 dan pegas 2 tersusun secara paralel. Konstanta pegas penggantinya adalah : kp = k1 + k2 = 200 + 200 = 400 Newton/meter Pegas pengganti susunan paralel (kp) dan pegas 3 (k3) tersusun secara seri. Konstanta pegas penggantinya adalah : 1/k = 1/kp + 1/k3 = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 3/400 k = 400/3 Newton/meter Hitung berat beban menggunakan rumus hukum Hooke. F=w=kx w = (400/3)(0,01) = 4/3 Newton Gaya berat beban adalah 4/3 Newton C. Rangkuman - Hukum Hooke (Gaya Pegas) yaitu : F = -k Δx 19

- Konstanta pegas seri yaitu : - Konstanta pegas parallel yaitu : Kp = K1 + K2 + ….Kn - Konstanta pegas seri-paralel yaitu : D. Tugas Hukum Hooke dan Susunan Pegas # Silahkan kunjungi dengan mengklik link berikut ini terlebih dahulu! Hooke's Law 1.0.25 (colorado.edu) Alat dan Bahan 1. satu set peralatan praktikum virtual hokum hooke dalam aplikasi 2. satu set peralatan praktikum virtual susunan pegas seri dalam aplikasi 3. satu set peralatan praktikum virtual susunan pegas parallel dalam aplikasi Petunjuk Kerja A. Hukum Hooke 1. Kunjungi link aplikasi praktikum virtual dengan mengklik link yang telah tertera di atas 2. Buka dengan mengklik bagian intro terlebih dahulu. 3. Centang kotak applied force sampai dengan value dengan mengklik semua kolom jendela pojok kanan atas. 4. Setting spring constant dengan tetapan 200N/m 5. Setting applied force dengan angka 20 N 6. Catat perubahan panjang pada pegas, masukan ke dalam table! 7. Setting applied force dengan angka 50N kemudian 100N 8. Catat perubahan panjang pada pegas, masukan ke dalam table! 20

Tabel 1 Gaya (F) Pertambahan panjang (Δl) No Konstanta Pegas 20N …. 1. 50N …. 2. 200 N/m 100N …. 3. Kerjakan dengan baik dan benar! 1. Berdasarkan data, kesimpulan apakah yang dapat kalian temukan dari hasil percobaan? Jelaskan jawabanmu! …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. Gambarkan grafik hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pada pegas! B. Susunan Pegas Seri 1. Kunjungi link untuk melakukan praktikum virtual 2. Pilih system seri 3. Centang semua kotak dimulai dari applied force sampai dengan values 4. Pastikan nilai konstanta pegas 200N/m pada masing-masing pegas 5. Atur applied force dengan nilai 100N 6. Catat perubahan panjang yang terukur pada system pegas ke dalam table 7. Lakukan perubahan nilai konstanta pegas pada kotak right spring dengan nilai 300N/m dan 200N/m pada left spring. 8. Catat perubahan panjang yang terukur pada system pegas ke dalam table 9. Lakukan perubahan nilai konstanta pegas pada kotak right spring dengan nilai 400N/m dan 200N/m pada left spring. 21

10. Catat perubahan panjang yang terukur pada system pegas ke dalam table Tabel 2 No Left Spring Right Spring Konstanta (Δl) (Δl) K1 K2 pengganti pegas hasil praktikum perhitungan 1 (ks) Δl= F/ks 2 3 Coba jelaskan! 1. Kendala apa yang kalian alami selama melakukan percobaan? 2. Bandingkan hasil perubahan jarak berdasarkan hasil praktikum dengan hasil perhitungan manual! Adakah perbedaan? Mengapa? 3. Kesimpulan apa yang dapat kalian peroleh dari hasil percobaan yang telah kalian lakukan? Jawaban ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… C. Susunan Pegas Paralel 1. Kunjungi link untuk melakukan praktikum virtual 2. Pilih system parallel pegas 3. Centang semua kotak dimulai dari applied force sampai dengan values 4. Pastikan nilai konstanta pegas 200N/m pada masing-masing pegas 5. Atur applied force dengan nilai 100N 22

6. Catat perubahan panjang yang terukur pada system pegas ke dalam table 7. Lakukan perubahan nilai konstanta pegas pada kotak top spring dengan nilai 300N/m dan 200N/m pada bottom spring. 8. Catat perubahan panjang yang terukur pada system pegas ke dalam table 9. Lakukan perubahan nilai konstanta pegas pada kotak spring dengan nilai 400N/m dan 200N/m pada bottom spring. 10. Catat perubahan panjang yang terukur pada system pegas ke dalam table Table 3 Konstanta (Δl) (Δl) No Top Spring bottom Spring K1 K2 pengganti pegas hasil praktikum perhitungan (ks) Δl= F/ks 1 2 3 Coba jelaskan! 4. Kendala apa yang kalian alami selama melakukan percobaan? 5. Bandingkan hasil perubahan jarak berdasarkan hasil praktikum dengan hasil perhitungan manual! Adakah perbedaan? Mengapa? 6. Kesimpulan apa yang dapat kalian peroleh dari hasil percobaan yang telah kalian lakukan? Jawaban ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 23

E. Latihan 1. Sebuah pegas ditarik dengan gaya 100 N sehingga bertambah panjang sebesar 5 cm. Maka nilai dari konstanta pegas tersebut adalah … N/m A. 20 B. 200 C. 2000 D. 20000 E. 200000 2. Nilai konstanta pegas berdasarkan gambar di bawah ini adalah … A. 20 B. 200 C. 2000 D. 20000 E. 200000 3. Sebuah beban bermassa 100gram digantung pada sistem pegas seperti terlihat pada gambar, apabila setiap pegas memiliki konstanta 100N/m, maka pegas akan bertambah panjang sebesar … A. 0,2 B. 0,02 C. 0,002 D. 0,0002 E. 0,00002 24

4. Sistem pegas seperti pada gambar bertambah panjang sebesar 5cm ketika ada beban yang di gantungkan. Apabila masing-masing pegas memiliki konstanta pegas sebesar 200N/m. Maka massa yang digantungkan pada sistem pegas terbesut adalah ... A. 2 kg B. 4 kg C. 6 kg D. 8 kg E. 10 kg 5. Sebuah pegas digantung dengan posisi seperti pada gambar berikut! Pegas kemudian diberi benda bermassa m= 500 gram sehingga bertambah panjang 5 cm. maka nilai konstanta pegas adalah ... A. 10 N/m B. 100 N/m C. 1000 N/m D. 10000 N/m E. 100000 N/m Soal untuk nomer 6 dan 7 Enam buah pegas identik disusun sehingga terbentuk seperti gambar di bawah. Pegas kemudian digantungi beban bermassa M. 25

6. Berdasarkan gambar dan keterangan, maka nilai konstanta susunan pegas adalah ... A. 11/6 (MgΔl) B. 12/6 (MgΔl) C. 13/6 (MgΔl) D. 14/6 (MgΔl) E. 15/6 (MgΔl) 7. Besar pertambahan panjang pegas pada gambar setelah digantungi massa M adalah ... A. 11/12 B. 1 C. 1 1/12 D. 1 1/6 E. 1 3/4 Soal no 8 dan 9 Pegas-pegas dalam susunan adalah identik dan masing-masing memiliki konstanta sebesar 200 N/m. 8. Berdasarkan gambar dan keterangan, nilai konstanta pegas pada gambar A adalah ... N/m 26

A. 200 B. 400 C. 600 D. 800 E. 1000 9. Berdasarkan gambar dan keterangan, nilai konstanta pegas pada gambar B adalah ... A. 200 N/m B. 400 N/m C. 600 N/m D. 800 N/m E. 1000 N/m 10. Berdasarkan gambar berikut, nilai konstanta pegasnya adalah … A. 100 N/m B. 200 N/m C. 300 N/m D. 400 N/m E. 500 N/m F. Penilaian Diri Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggung jawab! No Pertanyaan Jawaban Ya Tidak 1 Apakah Anda telah mampu memahami konsep susunan pegas secara seri, parallel, dan seri-paralel? Apakah Anda telah mampu menghitung nilai 2 konstanta pegas seri beserta pertambahan panjangnya? 27

Apakah Anda telah mampu menghitung nilai 3 konstanta pegas paralel beserta pertambahan panjangnya? Apakah Anda telah mampu menghitung nilai 4 konstanta pegas seri-paralel beserta pertambahan panjangnya? 28

EVALUASI KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 1. Benda yang tidak dapat kembali ke bentuk awal setelah gaya di hilangkan disebut.. Jawaban C : Benda elastis merupakan benda yang dapat kembali ke bentuk awal setelah di berikan gaya terhadapnya. Sedangkan inelasitis adalah Benda yang tidak dapat kembali ke bentuk awal setelah gaya di hilangkan Skor 10 2. Berikut ini contoh benda inelastic adalah... Jawaban E : Contoh benda Inelastis adalah paku, kayu, dan besi Skor 10 3. Tali nilon berjari-jari 1 mm ditarik oleh gaya 0,314 N. Tegangan tarik pada tali tersebut adalah ... Jawaban C : Diketahui jar-jari 1 mm Gaya (F) = 0,314 N Ditanya : Tegangan ? Jawab : Luas = πr2 = 3,14 x (10-3)2 = 3,14 x 10-6 Tegangan = Gaya/Luas = 0,314 N/3,14 x10-6 = 105N Skor 10 4. Seutas tali mempunyai panjang mula-mula 80 cm ditarik hingga tali tersebut mengalami pertambahan panjang 4 mm. Regangan dari tali tersebut adalah ... Jawaban E : Diketahui lo = 80 cm Δl = 4 mm = 0,4 cm Ditanya : Regangan? Jawab : Regangan = Δl/lo = 0,4/80 = 0,005 Skor 10 5. Sebuah pegas yang bersifat elastis memiliki luas penampang 50 m2. jika pegas ditarik dengan gaya 200 Newton. maka tegangan yang di alami pegas adalah ... Jawaban C : Diketahui : A = 50m2 F = 200N Ditanya Tegangan? Jawab : Tegangan = F/A = 200/50 = 4N/m2 Skor 10 29

6. Sebuah kawat yang panjangnya 200 cm ditarik dengan gaya 200 Newton. Yang menyebabkan pegas bertambah panjang 20 cm. regangan kawat tersebut adalah ... Jawaban A : Diketahui : lo = 200 cm F = 200N Δl = 20 cm Ditanya regangan? Jawab : Regangan = Δl/lo = 20/200 = 0,01 Skor 10 7. Diketahui sebuah pegas dengan tegangan 100N/m2 mengalami regangan sebesar 0,01. maka modulus young dari pegas tersebut adalah ... Jawaban D : Diketahui : Tegangan = 100 N/m2 Regangan : 0,01 Ditanya : Modulus ? Jawab : Modulus = Tegangan/ Regangan = 100/0,01 = 104 N/m2 Skor 10 8. Diketahui panjang sebuah pegas 20 cm. Sebuah balok bermassa 20 gram di gantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 5 cm. Maka modulus elastisitas jika luas penampang pegas 100 cm2 adalah ... Jawaban B : Diketahui : lo = 20 cm = 0,2 m m = 20 gram = 0,02 kg = 0,02 x 10 = 0,2 N Δl = 5 cm = 0,05 m A = 100 cm2 = 100x10-4 m2 Ditanya Modulus? Jawab : M = F.l /A Δl = 0,2 x 0,2 / 10-2 x 0,05 = 80 N/m2 Skor 10 9. Sebuah pegas panjangnya 30 cm. Jika modulus elastisitas pegas 30N/m2 dan luas ketapel 0,01 m2. maka besar gaya yang diperlukan agar pegas bertambah panang 1 cm adalah ... Jawaban D : Diketahui : lo = 30 cm = 30 x10-2 m M = 30 N/m2 A = 0,01 m2 Δl = 1 cm = 10-2 Ditanya F? Jawab : F = Mx ΔlxA/lo = 30x0,01x10-2 / 30x10-2 = 10-4N Skor 10 10. seorang anak massanya 50 kg, bergantung pada ujung sebuah pegas. ternyata pegas 30

bertambah panjang 10 cm. Dengan demikian tetapan pegas bernilai ... Jawaban E : Diketahui : m = 50 kg -> F = mxg = 50x10 = 500N Δl = 10 cm = 10x10-2 = 0,1 m Ditanya k? Jawab : F =-k Δl k = F/ Δl = 500/0,1 = 5000N/m Skor 10 31

KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 1. Sebuah pegas ditarik dengan gaya 100 N sehingga bertambah panjang sebesar 5 cm. Maka nilai dari konstanta pegas tersebut adalah … Jawaban C : Diketahui F= 100N Skor 10 Δl = 5cm Ditanya k? Jawab : k= F/Δl = 100/0,05 = 2000 N/m 2. Nilai konstanta pegas berdasarkan gambar di bawah ini adalah … Jawaban B : Diketahui : F = 50N Δl = 0,25 Ditanya : k? Jawab : k = F/Δl = 50/0,25 = 200 N/m Skor 10 3. Sebuah beban bermassa 100gram digantun pada sistem pegas seperti terlihat pada gambar, apabila setiap pegas memiliki konstanta 100N/m, maka pegas akan bertambah panjang sebesar … Jawaban B : Diketahui k1=k2 = 100N/m Skor 10 M = 100 gram = 0,1 kg = 1 N Ditanya Δl? Jawab : 1/ks = 1/k1+1/k2 = 1/100+1/100 = 2/100 Ks = 100/2 = 50 N/m Δ/ = F/k = 1/50 = 0,02 m 32

4. Sistem pegas seperti pada gambar bertambah panjang sebesar 5cm ketika ada beban yang di gantungkan. Apabila masing-masing pegas memiliki konstanta pegas sebesar 200N/m. Maka massa yang digantungkan pada sistem pegas terbesut adalah ... Jawaban A : Diketahui k1=k2 = 200 N/m Δl = 5 cm = 0,05m Ditanya m? Jawab : kp = k1+k2 = 200+200 = 400N/m F = kΔl = 400x0,05 = 20 N M = F/g = 20/10 = 2 kg Skor 10 5. Sebuah pegas digantung dengan posisi seperti pada gambar berikut! Pegas kemudian diberi benda bermassa m= 500 gram sehingga bertambah panjang 5 cm. maka nilai konstanta pegas adalah ... Jawaban B : Diketahui : m = 500 gram =0,5 kg sehingga F= mxg = 0,5x10 = 5N Δl = 5cm = 0,05 m Ditanya k? Jawab : k = F/Δl = 5/0,05 = 100 N/m Skor 10 6. Enam buah pegas identik disusun sehingga terbentuk seperti gambar di bawah. Pegas kemudian digantungi beban bermassa M dengan konstanta pegas adalah k. 33

Berdasarkan gambar dan keterangan, maka nilai konstanta pengganti pegas adalah ….(nyatakan dalam k, M, g) Jawaban A : Diketahui k1 = k2 = k3= k4 = k5 = k6 = k m=M Ditanya k? Jawab : kp1 = k1+k2+k3 = k+k+k = 3k Kp2 = k4+k5 = k+k = 2k 1/ks = 1/kp1+1/kp2+1/k6 = 1/3k +1/2k+1/k = (2+3+6)/6k = 11/6k Ks = 6k/11 F = kΔl Mxg = 6k/11 x Δl k = 11/6 x (MΔlg) Skor 10 7. Apabila k bernilai 600/11 N/m dan beban bermassa 5kg maka besar pertambahan panjang pegas pada gambar setelah digantungi massa M adalah Jawaban A : Diketahui k = 600/11 N/m m = 5kg maka F = mxg = 5x10 = 50N Ditanya Δl? Jawab : Δl = F/k = = 11/12 m Skor 10 8. Pegas-pegas dalam susunan adalah identik dan masing-masing memiliki konstanta sebesar 200 N/m. 34

Berdasarkan gambar dan keterangan, nilai konstanta pegas pada gambar A adalah ... Jawaban D : Diketahui : k= 200 N/m Ditanya kp? Jawab : kp = k1+k2+k3+k4 = 200+200+200+200 = 800N/m Skor 10 9. Berdasarkan gambar dan keterangan, nilai konstanta pegas pada gambar B adalah ... Jawaban A : Diketahui : k=200N/m Skor 10 Ditanya k pengganti ? Jawab : 1/ks1 = 1/k +1/k = 1/200 +1/200 = 2/200 Ks1 = 200/2 = 100N/m 1/ks2 = 1/k+1/k = 1/200+1/200 = 2/200 Ks2 = 200/2 = 100 N/m K pengganti = ks1+ks2 = 100+100 = 200N/m 10. Berdasarkan gambar berikut, nilai konstanta pegasnya adalah … Jawaban E : Diketahui : F = 40N X = 0,08 m Ditanya k? Jawab : k = F/Δx = 40/0,08 = 500 N/m Skor 10 35

DAFTAR PUSTAKA Ammariah, Hani. 2021. Elastisitas Zat Padat dan Hukum Hooke. Dalam www.ruangguru.com. Diakses tanggal 20 Oktober 2021 . 2014. Susunan Seri dan Paralel Pegas dan Konstanta Pegas. Dalam Edutafsi.com. Diakses 27 Oktober 2021 Handayani, Sri dan Damari, Ari. 2009. FISIKA Untuk SMA dan MA Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional Loan, College. 2016. Belajar Fisika Online, Materi Fisika, Pembahasan Soal Fisika. Dalam http://fisikazone.com/. Diakses tanggal 25 Oktober 2021 Lohat, Alexander San. 2019. Contoh-Soal-Susunan-Seri-Paralel-Pegas. Dalam https://gurumuda.net/. Diakses 27 Oktober 2021 Nurachmadani, Setiya. 2009. Fisika 2 Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional 36