HUKUM HOOKE

 

I.JUDUL PRAKTIKUM                                       

      Percobaan Hukum Hooke

II.TUJUAN PRAKTIKUM                       

      Mahasiswa dapat menunjukkan bahwa :

1.      Pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya yang bekerja pada pegas.

2.      Energi potensial sebanding dengan kuadrat pertambahan panjang pegas.

III. LANDASAN TEORI

          Dalam kehidupan kita sering menggunakan hukum-hukum fisika untuk membantu kita dalam melakukan banyak hal. Salah satu hukum yang sering dipakai yaitu hukum hooke, yaitu hukum yang digunakan untuk mencari besar konstanta pada pegas dengan memperhitungkan pengaruh dari gaya yang diberikan pada benda dan massa benda itu sendiri.

Untuk membuktikan hukum hooke tersebut, kami telah melakukan praktikum fisika tentang hukum hooke dan telah merumuskan hasil praktikum tersebut ke dalam laporan ini. Pegas merupakan salah satu contoh benda elastis. Elastis atau elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda yang elastis, maka bentuk benda tersebut berubah. Untuk pegas dan karet, yang dimaksudkan dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang. Perlu diketahui bahwa gaya yang diberikan juga memiliki batas-batas tertentu. Sebuah karet bisa putus jika gaya tarik yang diberikan sangat besar, melawati batas elastisitasnya.

            Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke bentuk semula jika diregangkan dengan gaya yang sangat besar. Jadi benda-benda elastis tersebut memiliki batas elastisitas. Setiap pegas memiliki panjang alami, jika pada pegas tersebut tidak diberikan gaya. Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik dengan luas penampang benda. Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang benda ketika diberi gaya dengan panjang awal benda.

Jika sebuah pegas ditarik dengan gaya tertentu, maka panjangnya akan berubah. Semakin besar gaya tarik yang bekerja, semakin besar pertambahan panjang pegas tersebut. Ketika gaya tarik dihilangkan, pegas akan kembali keadaan semula. Jika beberapa pegas ditarik dengan gaya yang sama, pertambahan panjang setiap pegas akan berbeda. Perbedaan ini disebabkan oleh setiap karasteristik suatu pegas. Karakteristik suatu pegas dinyatakan dengan konstanta pegas (k).

            Pada tahun 1976,Robert Hooke mengusulkan suatu hokum fisika menyangkut pertambahan panjang suatu benda yang elsatis yang dikenai oleh sudut gaya.Menurut Hooke,pertambahan panjang berbanding lurus dengan gaya yang akan diberikan pada benda,secara matematis,Hukum Hooke dapat dituliskan :

                        F= -kx

                        F = ½ kx²

Dengan : F = Gaya yang dikerjakan (N)

               X = Pertambahan Panjang (m)

              K = Konstanta pegas

              E = energy potensial

            Tanda negatif (-) dalam persamaan menunjukkan berarti gaya pemulih berlawanan arah dengan perpanjangan.

”jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas,pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya”.

Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke, oleh karena itu, pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum Hooke.Untuk menyelidiki berlakunya hukum hooke, kita bisa melakukan percobaan pada pegas. Selisih panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang(l).

            Perlu diingat bahwa hokum hooke hanya berlak untuk daerah elastis,tidak berlaku untuk daerah plastic.Hukum hooke sendiri berbunyi “ Jika gaya yang tarik tidak melampaui batas elastis pegas,maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding dengan gaya tariknya ).”

            Jika besar gaya yang dikerjakan pada pegas melewati batas elastisitas pegas,maka setelah gaya dihilangkan panjang pegas tidak kembali seperti semula.Hukum hooke hanya berlaku hingga batas elastisitas.batas elestisitas merupakan gaya maksimum yang dapat diberikn pada pegas tidak dapat kembali seperti semula.Jika besar gaya terus bertambah maka pegas rusak.

Pada waktu benda ditarik dengan gaya F, pegas mengadakan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang menarik, tetapi arahnya berlawanan ( F _aksi = F _reaksi ). Jika gaya ini kita sebut dengan gaya pegas F_p, gaya ini tentu saja sebanding dengan pertambahan panjang pegas x. Sehingga untuk F_p dapat dirumuskan sebagai F_p = - k x.

     Pada daerah elastic benda, gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan pertambahan panjang benda. Sifat pegas seperti yang dinyatakan hukum Hooke tidak terbatas pada pegas yang direnggangkan. Pada pegas yang dimampatkan juga berlaku hukum Hooke, selama pegas masih ada pada daerah ekastisitasnya. Sifat pegas yang seperti ini banyak digunakan di dalam kehidupan sehari – hari misalnya pada neraca pegas, bagian – bagian mesin, dan pada kendaraan bermotor modern (pegas sebagai peredam kejut).

Apabila kita menarik sebuah pegas untuk melatih otot dan dada kita, pegas berubah bentuk , yaitu semakin panjang. Ketika tarikan pada pegas kita dilepaskan , pegas segera kembali kebentuk semula . dan perhatikan juga pada anak – anak yang menaruh batu kecil pada karet ketapelnya dan menarik karet tersebut sehingga karet bentuknya berubah. Pegas dan karet adalah contoh benda elastic. Sifat elastic atau elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan.

Getaran (oscillation) merupakan salah satu bentuk gerak benda yang cukup banyak dijumpai gejalanya. Dalam getaran, sebuah benda melakukan gerak bolak - balik menurut lintasan tertentu melalui titik setimbangnya. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gerakan bolak - balik dinamakan periode (dilambangkan dengan T, satuannya sekon (s). Simpangan maksimum getaran dinamakan amplitudo.

Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas danpertambahan panjang (X), didaerah yang ada dalam batas kelentingan pegas.F = k.Δx Atau : F = k (tetap) xk adalah suatu tetapan perbandingan yang disebut tetapan pegas yang nilainyaberbeda untuk pegas yang berbeda.Tetapan pegas adalah gaya per satuan tambahan panjang. Satuannya dalam SI adalah N/m.

Persamaan gerak getaran dapat diturunkan dari dua buah hukum gerak, yaitu Hukum II Newton dan Hukum Hooke. Jika gaya pegas adalah satu - satunya gaya luar yang bekerja pada benda, maka pada benda berlaku Hukum II Newton Atau Persamaan diatas merupakan persamaan gerak getaran selaras (simple harmonic motion). Dalam getaran selaras, benda berosilasi di antara dua posisi dalam waktu (periode) tertentu dengan asumsi tanpa kehilangan tenaga mekaniknya.

Dengan kata lain, simpangan maksimum (amplitudo) getaran tetap. Dapat ditulis menjadi Persamaan diatas disebut persamaan diferensial, karena mengandung suku yang berupa diferensial. Penyelesaian dari Persamaan tersebut dapat berbentuk Gambar simpangan getaran selaras sederhana. Fungsi x periodik dan berulang pada simpangan yang sama dengan keanikan sebesar 2 Periode getaran T adalah waktu yang diperlukan benda untuk menjalani gerakan satu putaran (cycle). Ini berarti nilai x pada saat t sama dengan nilai x pada saat t + T.

Berdasarkan kenyataan ini dapat diketahui bahwa:

Kebalikan dari periode dinamakan f. Frekuensi menyatakan jumlah getaran per satuan waktu. Satuannya adalah hertz (Hz) Dengan demikian, frekuensi sudutnya adalah Persamaan gerak getaran di atas dapat juga dinyatakan dalam cosinus, yaitu Suatu getaran memiliki persamaan simpangan unik yang bentuk de_nitifnya ditentukan oleh posisi awal dan kecepatan awal (keduaya sering disebut sebagai syarat awal). Karakteristik Rangkaian Pegas Pada dasarnya rangkaian pegas ada dua, yaitu rangakaian seri dan paralel. Jika sebuah sistem tersusun atas rangkaian seri dan paralel, rangkaian itu disebut rangakaian kompleks.

Dalam bahasan ini akan dijelaskan nilai konstanta pegas (k) sistem untuk pegas-pegas yang tersusun secara seri dan paralel. Pada rangkaian seri, gaya yang bekerja pada setiap pegas sama tetapi pertambahan panjang setiap pegas berbeda. Sedangkan pada rangkaina paralel, gaya yang bekerja pada setiap pegas berbeda tetapi pertambahan panjang setiap pegas adalah sama.

Contoh rangkaian seri dan paralel dari tiga pegas dapat dilihat dari percobaan berikut : Rangkaian Seri Rangkaian Paralel Untuk rangkaian pegas secara seri berlaku kaitan, yitu perubahan panjang total pegas merupakan penjumlahan perubahan panjang masing-masing pegas. Sehingga, dapat dirumuskan :

Δxtotal = Δx1 + Δx2 + Δx3

Dengan menerapkan hukum Hooke F = k Δx dan gaya pada setiap pegas sama dengan gaya total yang bekerja ( ΔF ), diperoleh nilai konstanta pegas untuk rangkaian pegas secara seri adalah Jika ada n pegas yang tersusun secara seri, nilai konstanta pegas totalnya adalah Jika hanya ada dua pegas yang disusun secara seri, nilai konstanta pegas totalnya adalah Sedangkan dengan rangkaian pegas secara paralel berlaku kaitan gaya total yang bekerja pada pegas sama dengan jumlah dari gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing pegas, yaitu dengan menerapkan hukum Hooke F = k Δx dan pertambahan panjang pada masing-masing pegas sama dengan pertambahan panjang total (Δxtotal=Δx1=Δx2= Δx3), diperoleh nilai konstanta pegas untuk rangkaian pegas secara seri adalah Jika ada n pegas yang tersusun secara paralel, nilai konstanta pegas totalnya adalah Benda yang melakukan gerak lurus berubah beraturan, mempunyai percepatan yang tetap, Ini berarti pada benda senantiasa bekerja gaya yang tetap baik arahnya maupun besarnya. Bila gayanya selalu berubah-ubah, percepatannyapun berubah-ubah pula.

            Gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut Gerak Periodik. Gerak periodik ini selalu dapat dinyatakan dalam fungsi sinus atau cosinus, oleh sebab itu gerak periodik disebut Gerak Harmonik. Jika gerak yang periodik ini bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama disebut Getaran atau Osilasi. Gerak Harmonic Sederhana adalah gerak bolak-balik yang melewati titik keseimbangan dengan frekuensi tetap dan tidak mengalami redaman atau damping.

Dengan kata lain, gaya yang bekerja pada partikel hanya bergantung pada posisi. Gerak harmonic teredam dimana gaya yang bekerja pada partikel bergantung pada posisi dan kecepatan partikel. Adapun gerak harmonic teredam terpaksa, yaitu gerak partikel dipaksa untuk melakukan gerak teredam karena adanya gaya luar yang bekerja pada partikel.

     Gerak harmonik teredam dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu:

1. Sangat teredam (overdamping). Over damping mirip seperti critical damping. Bedanya pada critical damping benda tiba lebih cepat di posisi setimbangnya sedangkan pada over damping benda lama sekali tiba di posisi setimbangnya. Hal ini disebabkan karena redaman yang dialami oleh benda sangat besar.

2. Teredam kritis (critical damping). Benda yang mengalami critical damping biasanya langsung berhenti berosilasi (benda langsung kembali ke posisi setimbangnya). Benda langsung berhenti berosilasi karena redaman yang dialaminya cukup besar.

3. Kurang teredam (underdamping). Benda yang mengalami underdamped biasanya melakukan beberapa osilasi sebelum berhenti. Benda masih melakukan beberapa getaran sebelum berhenti karena redaman yang dialaminya tidak terlalu besar.

Salah satu prinsip dasar dari analisa struktur adalah hukum Hooke yang menyatakan bahwa pada suatu struktur : hubungan tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah proporsional atau hubungan beban (load) dan deformasi (deformations) adalah proporsional. Struktur yang mengikuti hukum Hooke dikatakan elastis linier dimana hubungan F dan y berupa garis lurus. Lihat Gambar 1.1-a. , sedangkan struktur yang tidak mengikuti hukum Hooke dikatakan Elastis non linier,dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang(l).

Seperti kita menyelidiki sifat elastisitas bahan, kita juga mengukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan.Dalam hal ini,gaya yang diberikan sama dengan berat benda = massa x percepatan gravitasi.

Pegas ada disusun tunggal, ada juga yang disusun seri ataupun paralel. Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan jumlah masing-masing pertambahan panjang pegas sehingga pertambahan total x .

Sedangkan untuk pegas yang disusun paralel ,pertambahan panjang masing-masing pegas sama (kita misalkan kedua pegas identik),yaitu

x₁ = x₂ = x. Dengan demikian:

K_p= k₁ + k ₂

Perlu selalu di ingat bahwa hukum hooke hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak berlaku untuk daerah plastik maupun benda-benda plastik. Menurut Hooke, regangan sebanding dengan tegangannya, dimana yang dimaksud dengan regangan adalah persentase perubahan dimensi. Tegangan adalah gaya yang menegangkan per satuan luas penampang yang dikenainya.

1.Tegangan

Tegangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F yang dialami kawat dengan luas penampang (A). Tegangan adalah besaran skalar dan memiliki satuan Nm^-2 atau Pascal (Pa).Berdasarkan arah gaya dan pertambahan panjangnya (perubahan bentuk),tegangan dibedakan menjadi 3 macam,yaitu tegangan rentang,tegangan mampat,dan tegangan geser.

2.Regangan

Regangan didefinisikan sebagai hasil bagi antara pertambahan panjang ΔL dengan panjang awalnya L.  Karena L sama-sama merupakan dimensi panjang, maka regangan tidak mempunyai satuan (regangan tidak mempunyai dimensi). Regangan merupakan ukuran perubahan bentuk benda dan merupakan tanggapan yang diberikan oleh benda terhadap tegangan yang diberikan. Jika hubungan antara tegangan dan regangan dirumuskan secara matematis, maka akan diperoleh persamaan berikut :

Ini adalah persamaan matematis dari Modulus Elastis (E) atau modulus Young (Y). Jadi, modulus elastis sebanding dengan Tegangan dan berbanding terbalik Regangan.

Kita kenal 3 macam regangan yaitu regangan panjang,regangan volume,dan regangan sudut.

a.      regangan panjang

Dengan panjang semula sewaktu tiada regangan, l,dan penambahan panjang Δl akibat regangan,regangannya diberikan, sedangkan jika luas penampang A dan gaya teganga yang meregangkan adalah W,maka tegangannya adalah W/A.

b.      regangan volumen

Menurut hukum hooke,kita dapat menulis:

Dengan B adalah yang disebut dengan modulus ketegaran yang besarnya kurang lebih 1/3 modulus young.Berbeda dengan modulus young yang dapat diukur langsung dengan mengukur penambahan panjangnya,Δl,dan gaya tegangan W serta luas penampang A,modulus ketegaran B hampir tidak dapat diukur secara langsung karena sukarnya mengukur pengerutan volumnya,ΔV.

c.       regangan sudut

Yang dimaksud dengan regangan sudut atau regangan luncuran sesudut adalah deformasi,yaitu perubahan bentuk yang berkaitan dengan sudut luncuran..

3.Modulus Elastik

Ketika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda,maka ada kemungkinan bentuk sebuah benda berubah.Secara umum,reaksi benda terhadap gaya yang diberikan dicirikan oleh suatu besaran yang disebut modulus elastik.

Untuk tegangan rentang,besar modulus elastik Y dinyatakan dengan

Biasanya,modulus elastik untuk tegangan dan regangan ini disebut modulus young. Dengan demikian,modulus Young merupakan ukuran ketahanan suatu zat terhadap perubahan panjangnya ketika suatu gaya (beberapa gaya)diberikan pada benda.

4.Hukum Hooke untuk benda non Pegas

Hukum hooke ternyata berlaku juga untuk semua benda padat, tetapi hanya sampai pada batas-batas tertentu. Mari kita tinjau sebuah batang logam yang digantung vertikal, seperti yang tampak pada gambar di bawah.

Pada benda bekerja gaya berat (berat = gaya gravitasi yang bekerja pada benda), yang besarnya = mg dan arahnya menuju ke bawah (tegak lurus permukaan bumi). Akibat adanya gaya berat, batang logam tersebut bertambah panjang sejauh (delta L).

Jika besar pertambahan panjang (L) lebih kecil dibandingkan dengan panjang batang logam, hasil eksperimen membuktikan bahwa pertambahan panjang (L) sebanding dengan gaya berat yang bekerja pada benda. Perbandingan ini dinyatakan dengan persamaan :

Persamaan ini disebut sebagai hukum Hooke. Kita juga bisa menggantikan gaya berat dengan gaya tarik, seandainya pada ujung batang logam tersebut tidak digantungkan beban.Besarnya gaya yang diberikan pada benda memiliki batas-batas tertentu. Jika gaya sangat besar maka regangan benda sangat besar sehingga akhirnya benda patah. Hubungan antara gaya dan pertambahan panjang (atau simpangan pada pegas) dinyatakan melalui grafik di bawah ini.

Jika sebuah benda diberikan gaya maka hukum Hooke hanya berlaku sepanjang daerah elastis sampai pada titik yang menunjukkan batas hukum hooke. Jika benda diberikan gaya hingga melewati batas hukum hooke dan mencapai batas elastisitas, maka panjang benda akan kembali seperti semula jika gaya yang diberikan tidak melewati batas elastisitas. tapi hukum Hooke tidak berlaku pada daerah antara batas hukum hooke dan batas elastisitas.

Jika benda diberikan gaya yang sangat besar hingga melewati batas elastisitas, maka benda tersebut akan memasuki daerah plastis dan ketika gaya dihilangkan, panjang benda tidak akan kembali seperti semula, benda tersebut akan berubah bentuk secara tetap. Jika pertambahan panjang benda mencapai titik patah, maka benda tersebut akan patah.

Berdasarkan persamaan hukum Hooke di atas, pertambahan panjang (L) suatu benda bergantung pada besarnya gaya yang diberikan (F) dan materi penyusun dan dimensi benda (dinyatakan dalam konstanta k). Benda yang dibentuk oleh materi yang berbeda akan memiliki pertambahan panjang yang berbeda walaupun diberikan gaya yang sama, misalnya tulang dan besi.

Demikian juga, walaupun sebuah benda terbuat dari materi yang sama (misalnya besi), tetapi memiliki panjang dan luas penampang yang berbeda maka benda tersebut akan mengalami pertambahan panjang yang berbeda sekalipun diberikan gaya yang sama. Jika kita membandingkan batang yang terbuat dari materi yang sama tetapi memiliki panjang dan luas penampang yang berbeda, ketika diberikan gaya yang sama, besar pertambahan panjang sebanding dengan panjang benda mula-mula dan berbanding terbalik dengan luas penampang. Makin panjang suatu benda, makin besar besar pertambahan panjangnya, sebaliknya semakin tebal benda, semakin kecil pertambahan panjangnya. Jika hubungan ini kita rumuskan secara matematis, maka akan diperoleh persamaan sebagai berikut :

Persamaan ini menyatakan hubungan antara pertambahan panjang (delta L) dengan gaya (F) dan konstanta (k). Materi penyusun dan dimensi benda dinyatakan dalam konstanta k. Untuk materi penyusun yang sama, besar pertambahan panjang (delta L) sebanding dengan panjang benda mula-mula (L_o) dan berbanding terbalik dengan luas penampang (A). Kalau dirimu bingung dengan panjang mula-mula atau luas penampang, amati gambar di bawah ini.

panjang mula-mula (L_o) dan luas penampang (A

Besar E bergantung pada benda (E merupakan sifat benda). Pada persamaan ini tampak bahwa pertambahan panjang (delta L) sebanding dengan hasil kali panjang benda mula-mula (Lo) dan Gaya per satuan Luas (F/A).

Dalam Percobaan mangenai Hukum Hooke yang telah kami lakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa gaya yang dikerjakan pada pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas. Semakin besar pertambahan panjang pegas, maka semakin besar pula gaya yang dikerjakan pada pegas. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

F = K X

Dengan Keterangan

      Ø  F                 :  gaya yang dikerjakan pada pegas (N)

      Ø  ∆x               : pertambahan panjang pegas (m)

      Ø  k                 : konstanta pegas (N/m)

IV.   Alat dan Bahan

        ♣  Statif

        ♣  Beban

        ♣  Jepit Penahan

        ♣  Pegas Spiral

        ♣  Mistar

V. Prosedur percobaan

 

         

       1) Gantungkan beban pada pegas (anggap berat beban adalah F_o)

2) Ukur panjang pegas (L_o)

3) Tambakan beban, lalu ukur panjang pegas (L)

4) Ulangi dengan penambahan beban bervariasi.

5) Isilah tabel

6) Perhatikan kecenderungan masing-masing tabel dari atas ke bawah

7) Bagaimana hubungan antara F dan L

8) Gambarkan grafik ∆F terhadap ∆L

9) Gunakan persamaan (teori) untuk menghitung konstanta pegas.

10) Hitung luas daerah di bawah grafik.

VI. HASIL PENGAMATAN

NO	F (Newton)	Konstanta	X (Cm)	ΔX = x – x0	Ep	ΔF = F – F0
1	0,7 N	0,04	11	4,7	0,44	0,2
2	0,9 N	0,05	13	6,7	1,12	0,4
3	1,1 N	0,06	15	8,7	2,27	0,6
4	1,3 N	0,07	17	10,7	4,07	0,8
5	1,5 N	0,07	19	12,7	5,64	1

VII.  ANALISIS DATA

Dik : F₀  = m₀.g = 0,05 kg . 10 m/s² = 0,5 N

          x₀ = 6,3 cm

1.        F₁  = m₁.g

F₁  = 0,07 kg . 10 m/s²

F₁  = 0,7 N

 F – F₀

 0,7 – 0,5

 0,2 N

 = x – x₀

 = 11 – 6,3

 = 4,7 cm

k =

k =

k = 0,04 N/cm

E_p= kx²

E_p=  (0,04)(4,7)²

E_p= 0,44 J

2.        F₂  = m₂.g

F₂  = 0,09 kg . 10 m/s²

F₂  = 0,7 N

 F – F₀

 0,9 – 0,5

 0,4 N

 = x – x₀

 = 13 – 6,3

 = 6,7 cm

k =

k =

k = 0,06 N/cm

E_p= kx²

E_p=  (0,06)(6,7)²

E_p= 1,35 J

3.        F₃  = m₃.g

F₃  = 0,11 kg . 10 m/s²

F₃  = 1,1 N

 F – F₀

 1,1 – 0,5

 0,6 N

 = x – x₀

 = 15 – 6,3

 = 8,7 cm

k =

k =

k = 0,07 N/cm

E_p= kx²

E_p=  (0,07)(8,7)²

E_p= 2,65  J

4.      F₄  = m₄.g

F₄  = 0,13 kg . 10 m/s²

F₄  = 1,3 N

 F – F₀

 1,3 – 0,5

 0,8 N

 = x – x₀

 = 17 – 6,3

 = 10,7 cm

k =

k =

k = 0,07 N/cm

E_p= kx²

E_p=  (0,07)(10,7)²

E_p= 4,0  J

5.        F₅  = m₅.g

F₅  = 0,15 kg . 10 m/s²

F₅  = 1,5 N

 F – F₀

 1,5 – 0,5

 1 N

 = x – x₀

 = 19 – 6,3

 = 12,7 cm

k =

k =

k = 0,08 N/cm

E_p= kx²

E_p=  (0,08)(12,7)²

E_p= 6,45 J

VIII. PEMBAHASAN

Pada praktikum fisika yang dilaksanakan di laboratorium fisika FKIP Universitas Sriwijaya kali ini, kami melakukan sebanyak 5 praktikum sekaligus. Akan tetapi setiap anggota kelompok mendapatkan materi percobaan yang berbeda. Saya sendiri melakukan praktikum mengenai Hukum Hooke. Jadi, dalam percobaan hukum hooke ini, kami meganalisis bagaimana pengaruh gaya terhadap pertambahan panjang pegas serta bagaimana menentukan konstanta pegas dan besar energi potensial yang bekerja pada pegas. Pertama-tama, setelah merangkai alat dan bahan, pegas tanpa beban yang kami gantungkan pada statif, kami ukur menggunakan sebuah mistar dan diperoleh panjang pegas sebelum diberi beban (l₀) adalah sepanjang 6,3 cm. Mula-mula kami gantungkan batang penggantung beban yang massanya sebesar 40 gr dan beban bermassa 10 gram sehingga diperoleh massa sebesar 50 gram. Massa 50 gram ini dianggap sebagai F₀. Setelah itu, kami tambah beban dengan mengantung beban bermassa 70 gram, ternyata pegas bertambah panjang 4,7 cm sehingga panjangnya menjadi 11 cm. Kami tambahkan lagi beban sehingga total massa menjadi 90 gram dan ternyata panjang pegas bertambah lagi menjadi 13 cm. Ketika kami tambahkan lagi beban yang digantung menjadi 110 gram, panjang pegas bertambah menjadi 15 cm. Pada beban yang digantung menjadi 130 cm, panjang pegas bertambah menjadi 17 cm. begitu juga ketika kami tambah lagi beban sehingga massa total yang digantung pada pegas menjadi 150 gram dan pertambahan panjangnya menjadi 19 cm.

Dapat dilihat ketika setiap kali kami menambah beban yang digantung pada pegas maka pegas akan selalu bertambah panjang. Hal ini membuktikan bahwa massa berpengaruh terhadap pertambahan panjang pegas. Sedangkan jika berbicara mengenai massa maka erat kaitannnya dengan gaya sehingga dapat dibuktikan bahwa semakin besar gaya yang bekerja pada sebuah pegas, maka semakin besar pula pertambahan panjang pegas itu. Mengapa pegas dapat kembali ke keadaan semula ketika gaya yang digantung ataupun ditarik dari sebuah pegas dihilangkan? Pegas dapat kembali ke keadaan semula setelah gaya yang diberikan dihilangkan karena pegas memiliki sifat elastis atau elastisitas.

Jika suatu pegas digantungkan beban yang sama, pertambahan panjang akan berbeda-beda. Perbedaan ini dikarenakan oleh setiap karakteristik suatu pegas. Karakter suatu pegas dinyatakan dengan konstanta pegas (k). Sedangkan pada pegas yang sama digantungkan beban yang berbeda, besar konstanta pegas mendekati sama. Pada 5 kali percobaan menggunakan pegas yang sama, diperoleh konstanta pegas berturut-turut sebesar 0,04 N/cm, 0,06 N/cm, 0,07 N/cm, 0,07 N/cm, 0,08 N/cm. Sebenarnya dari teori yang ada tadi menyatakan bahwa konstanta pegas (k) bersifat relatif stabil, tetapi dalam percobaan kami memperoleh data konstanta yang masih semuanya belum mendekati sama. Hal tersebut terjadi karena beberapa faktor diantaranya mungkin terjadi kesalahan-kesalahan pada saat kami melakukan pengukuran panjang (kesalahan dalam membaca skala pada mistar), ketidakpastian dalam pengukuran, pengaruh keseimbangan pegas atau mungkin karena keadaan pegasnya yang sudah tidak baik lagi serta bisa jadi dikarenakan faktor-faktor lainnya.

Besar pertambahan panjang pegas selain digunakan dalam menghitung konstatnta pegas, ternyata dapat juga dapat digunakan dalam menghitung energi potensial pada pegas namun dalam bentuk kuadrat. Dari analisis data kuadrat pertambahan panjang pegas sebesar 4,7 N/m² diperoleh energi potensial pegas sebesar 0,44 J, pada kuadrat pertambahan panjang pegas sebesar 6,7 N/m² diperoleh energi potensial pegas sebesar 1,35 J, kuadrat pertambahan panjang pegas sebesar 8,7 N/m² diperoleh energi potensial pegas sebesar 2,65  J, pada kuadrat pertambahan panjang pegas sebesar 10,7 N/m² diperoleh energi potensial pegas sebesar  4,0  J, dan terakhir pada kuadrat pertambahan panjang pegas sebesar 12,7 diperoleh energi potensial pegas sebesar 6,45 J. Dari data tersebut dapat kita lihat hubungan antara energi potensial dengan kuadrat pertambahan panjang pegas. Energi potensial pegas sebanding dengan pada kuadrat pertambahan panjang pegas. Semakin besar kuadrat pertambahan panjang pegas, maka semakin besar pula energy potensial yang bekerja pada pegas tersebut.

            Jadi pada percobaan yang telah dilakukan,yaitu mengenai hokum hooke diatas kami dapatkan yaitu bahwa pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya yang dikerjakan pada pegas dengan dibuktikan adanya rumus hooke F =-kx.Selain itu kecenderungan yang dihasilkan pada table hasil pengamatan diatas didapatkan bahwa jika semakin berta atau besar massa suatu benda yang diberikan maka semmakin besar gaya (F) yang dihasilkan pada pegas.

Berdasarkan dengan data hasil pengamatan semakin besar massa beban yang digunakan maka konstanta, panjang pegas, perubahan panjang pegas, energi potensial, dani perubahan gaya akan semakin besar.

PENUTUP

KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari hasil praktikum mengenai Hukum Hooke ini adalah sebagai berikut :

1.    Semakin berat massa beban yang digantung pada pegas, maka semakin besar gaya yang diperlukan untuk menarik beban ke bawah.

2.    Besarnya konstanta dipengaruhi oleh massa, gaya, dan gravitasi. Dan dapat terjadi kesalahan atau ketidakakuratan data karena pengaruh keseimbangan pegas, kesalahan dalam penghitungan massa maupun gaya.

3.    Renggang tidaknya suatu pegas dipengaruhi oleh massa beban yang digantungkan.

4.    Besarnya gaya yang diberikan berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas (Δx) yaitu panjang akhir – panjang awal.

5.    Konstanta pada masing-masing percobaan berbeda-beda karena perbedaan bahan yang digunakan atau tingkat keregangan pegas.

6.   Hasil Pengukuran konstanta pegas dengan menggunakan pegas yang sama memiliki nilai yang hampir sama.

7.   Menurut hukum Hooke bila sebuah pegas ditarik oleh pasangan gaya F maka pegas   tersebut akan bertambah panjang sebanding dengan besarnya gaya yang mempengaruhi pegastersebut.

8.   Pertambahan panjang pegas tergantung pada beban yang diberikan, semakin besar  beban yang diberikan semakin besar pula pertambahan panjang pegas.  

9.  Data-data pada percobaan gerak harmonis sedehana terdapat hasil yang berbeda  akibatnya beban beban yang di berikan tidak sama (berbeda).

10.  Semakin besar beban yang diberikan, semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan  pegas untuk mencapai lima kali ke atas ke bawah

 SARAN

Untuk menyempurrnakan percobaan yang akan dilakukann, alangkah lebih baik jika kita dalam melakukan praktikum untuk lebih teliti dalam melakukan percobaan karena didalam percobaan pasti akan ada sumber masalah.

Dalam melakukan percobaan ini, alangkah lebih baik jika kita memilih pegas yang tingkat kelentingannya masih sempurna, dan juga harus memperhatikan adanya angin karena dapat membuat pegas bergerak dan sulit untuk tetap dititik setimbangnya.

Dan juga kami berharap dipercobaan lain waktu, kami dapat meminimalkan kesalahan-kesalahan dan masalah yang dihadapi.

DAFTAR PUSTAKA

.          Kanginan, Marthen, dkk.1998. Fisika SMA. Jilid 2. Jakarta: Erlangga

Tim Dosen Fisika Dasar. 2008. Panduan Praktikum Fisika Dasar I. Indralaya: Universitas Sriwijaya

Taranggono, Agus dan Hari Subagya.2004. Fisika SMA 2a.Jakarta:Bumi Aksara

Ruwanto, Bambang . 2003. Asas-asas Fisika SMA IA.Yogyakarta:Yudhistira.

Zemansky, Sears. 1994.Fisika Universitas I. Jakarta: Erlangga

https://fisikamemangasyik.wordpress.com/fisika-2/bab-2-elastisitas-bahan/c-hukum-hooke/

http://penacahaya88.blogspot.co.id/2014/12/laporan-praktikum-fisika-hukum-hooke.html

http://www.informasi-pendidikan.com/2015/01/teori-hukum-hooke-dan-aplikasinya.html

Mikarajuddin. 2008. IPA FISIKA : Jilid 1. Jakarta: Esis.

Seran D, G. dkk. 2007. Fisika SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Grasindo.