Bank Soal Fisika SMA Elastisitas Bahan

Diketahui:

Panjang $l=20$ m

Luas penampang $A=0,4$ cm² $=0,4\times10^{-4}$ m²

Modulus young $E=2\times10^{11}$ N/m²

Ditanya:

Tetapan gaya pegas $k=?$

Dijawab:

Tetapan gaya pegas adalah perbandingan atau rasio dari gaya yang diberikan terhadap pertambahan panjang pegas tersebut. Tetapan gaya pegas dapat dituliskan dengan persamaan $k=\frac{F}{\Delta x}$. Persamaan tersebut dapat diubah menjadi $F=k\Delta x$.

Modulus young adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda. Modulus young dapat dituliskan dengan persamaan berikut. $E=\frac{Fl}{A\Delta l}$

$\Delta x$ dan $\Delta l$ adalah sama. Sehingga persamaan dari tetapan gaya pegas dapat dissubtitusikan kedalam persamaan modulus young.

$E=\frac{Fl}{A\Delta l}$

$E=\frac{k\Delta xl}{A\Delta l}$

Karena $\Delta x$ dan $\Delta l$ adalah sama, maka persamaannya dapat disederhanakan menjadi

$E=\frac{kl}{A}$

$2\times10^{11}=\frac{k\left(20\right)}{0,4\times10^{-4}}$

$20k=\left(0,4\times10^{-4}\right)\left(2\times10^{11}\right)$

$20k=0,8\times10^7$

$k=\frac{0,8\times10^7}{20}$

$k=0,04\times10^7$

$k=4\times10^5$ N/m

Jadi, tetapan gaya pegas tersebut sebesar $4\times10^5$ N/m.