MODUL 1 Hukum Hooke

BAHAN AJAR ELASTISITAS BAHAN FISIKA Pembelajaran 1: Hukum Hooke Disusun Oleh Vivi Aprianti, S.Pd Mahasiswa PPG Prodi Fisika Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya Tahun 2022



A. IDENTITAS MODUL : Fisika Nama Mata Pelajaran : XI /1 (Satu) / 4 JP Kelas / Semester / Alokasi Waktu : Elastisitas Bahan Judul Modul B. KOMPETENSI DASAR 3.3 Menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari 4.3 Melakukan percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya C. TUJUAN PEMBELAJARAN Melalui proses pembelajaran materi elastisitas dan hukum hooke dengan menggunakan Model Problem Based Learning, peserta didik diharapkan jujur dan teliti dalam menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari- hari. Peserta didik juga diharapkan mampu bekerja sama, dan bertanggung jawab dalam melakukan percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya. D. DESKRIPSI Semangat belajar. Semoga kita semua selalu sehat dan dalam lindungan Allah SWT. Bahan ajar ini disusun untuk membantu peserta didik mempelajari tentang elastisitas bahan. Hal-hal yang dipelajari dalam modul ini meliputi Hukum Hooke dan Susunan Pegas. Oleh karena itu, penting bagi kita untuk

mempelajari tentang elastisitas bahan agar dapat lebih memanfaatkan konsep elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari. Agar dapat memahami tentang elastisitas bahan ini peserta didik perlu melakukan beberapa kegiatan antara lan: 1. Membaca dan memahami materi yang diuraikan dalam bahan ajar ini. 2. Mengerjakan tugas secara mandiri. 3. Mengerjakan tes formatif. Setelah mempelajari materi dalam modul ini diharapkan peserta didik dapat menerapkan konsep yang telah dipelajari dalam menyelesaikan masalah dalam kehidupan sehari-hari. E. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL 1. Pelajari target kompetensi Dasar (KD) yang akan dicapai. 2. Pahami tujuan pembelajaran yang ada pada bahan ajar atau kegiatan belajar 3. Baca dan pahami materi pada bahan ajar ini dengan cermat 4. Kerjakan soal latihannya, jika sudah lengkap mengerjakan soal latihan, cobalah buka kunci jawaban yang ada pada bagian akhir modul ini.

A. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) 3.2.3 Menganalisis hubungan antara gaya, pertambahan panjang, dan konstanta pegas 3.2.4 Mengaitlan hukum hooke dengan benda yang memiliki sifat elastisitas dalam kehidupan sehari-hari B. Uraian Materi Pada daerah elastis suatu benda, besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Pada gambar sebuah percobaan pada satu buah pegas mula-mula panjangnya 30 cm, pada percobaan pertama diujung pegas diberi satu buah beban kuningan dengan berat 30N pegas bertambah panjangnya sebesar 5 cm. Percobaan berikutnya ujung pegas yang sama diberi dua buah kuningan maka berat beban yang ditanggung oleh pegas adalah 2x30N. Setelah diukur panjang pegas menjadi 40 cm atau bertambah sebesar 2x5 cm dari percobaan pertama. Kemudian hasil percobaan itu dituliskan dalam grafik seperti dibawah ini.

Perbandingan antara beban dan perubahan panjang pegas dituliskan pada tabel berikut. Beban 30 N 60 N Perubahan Panjang 5 cm 10 cm Tabel diatas menunjukkan hubungan antara beban atau gaya yang meregangkan pegas dan pertambahan panjang sebuah pegas. Hukum Hooke menyatakan bahwa pada daerah elastis suatu benda, besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut Selanjutnya dapat ditulis F ~ x atau dapat ditulis F = k x Hubungan antara gaya yang meregangkan pegas dan pertambahan panjangnya pada daerah elastis pertama kali diselidiki oleh Robert Hooke (1635-1730). Hasil penyelidikannya dinyatakan dalam sebuah hukum yang dikenal dengan hukum Hooke, yang menyatakan bahwa pada daerah elastis suatu benda,

besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Selanjutnya dapat ditulis sebagai berikut. F ~ x atau dapat ditulis F = k. x Dengan: F : gaya (N) x: pertambahan panjang k : konstanta pegas persamaan tersebut menunjukkan bahwa perubahan panjang benda sebanding dengan gaya yang diberikan, yang nilainya dinyatakan dengan konstanta pegas (k). Sesuai hukum Newton III, maka gaya beban pada bahan kenyal akan mendapat reaksi berupa gaya F yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan, yang disebut dengan gaya pemulih. F(x) = -k. x (ada tanda Negatif) Sebuah pegas panjangnya mula-mula 20 cm. Oleh karena pegas ditarik dengan gaya 20N, panjang pegas menjadi 25 cm. Tentukanlah konstanta pegas! Penyelesaian: Diketahui : x0 = 20cm, x1 = 25 cm, x= 5 cm = 5.10-2m F = 20 N ������ = ������ x ������ = 20������ = 400������/������ 5.10−2m Jadi, konstanta pegasnya adalah 400 N/m

C. Forum Diskusi Setiap pegas memiliki sifat elastisitas atau lentur. Sifat ini merupakan sifat bawaan dari setiap pegas. Dalam ilmu teknik, sifat elastis dari suatu pegas sangat penting. Sebagai contoh, jika Shock breaker sebuah kendaraan tidak bersifat elastis. Menurutmu apakah yang akan terjadi? Coba diskusikan bersama temanmu. D. Rangkuman Hukum Hooke menyatakan bahwa pada daerah elastis suatu benda, besarnya pertambahan panjang sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut Selanjutnya dapat ditulis F ~ x atau dapat ditulis F = k x E. Latihan Soal 1. Menurut bunyi hukum hooke besarnya pertambahan panjang benda sebanding dengan gaya penyebabnya dan berabnding terbalik dengan konstantanya, maka …. a. Makin besar konstanta pegas, maka makin mudah pegas memanjang b. Makin kecil konstanta pegas, maka makin mudah pegas memanjang c. Makin besar konstanta pegas, maka makin mudah pegas kembali ke keadaan awal d. Makin besar gaya yang dikerjakan pada pegas, dan berapapun gaya yang diberikan pada pegas, pegas tetap elastis e. Pegas selalu bersifat elastis dan tak pernah bersifat plastis 2. Sebuah beban digantungkan pada pegas yang tetapannya 500N/m. Jika massa beban 8 kg, maka pertambahan panjang pegas sebesar …. a. 8 cm b. 12 cm c. 16 cm d. 20 cm e. 24 cm

3. Sebuah pegas panjangnya 20 cm ditarik dengan gaya 10N menyebabkan panjang pegas menjadi 22 cm. Bila panjang pegas tersebut ditarik dengan gaya F sehingga panjang pegas menjadi 23 cm, maka besar gaya F adalah … . a. 12 N b. 15 N c. 17 N d. 20 N e. 22 N 4. Sebuah pegas yang panjangnya 30cm bertambah panjang 2 cm saat ditarik oleh gaya 2N, panjang pegas jika ditarik oleh gaya 6 N adalah … . a. 0,06 m b. 0,27 m c. 0,36 m d. 0,63 m e. 0,71 m 5. Seorang pelajar yang bermassa 50kg bergantung pada ujung sebuah pegas sehingga pegas bertambah 10 cm. dengan demikian tetapan pegas tersebut bernilai … . a. 5 N/m b. 20 N/m c. 50 N/m d. 500 N/m e. 5000 N/m