Mengapa pegas disebut dengan gaya elastis

Apakah kalian pernah bermain plastisin atau lilin? Plastisin merupakan benda padat. Ketika kalian menekan atau memberi gaya pada plastisin, bentuknya akan berubah menjadi pipih. Tapi berbeda ketika kalian bermain bola karet. Walaupun kalian sudah menekannya, ukurannya akan kembali seperti semula. Mirip dengan per yang kalian tarik atau tekan yang akan kembali ke bentuk semula. Hal ini karena bola karet dan per memiliki elastisitas.

Table of Contents Show

Hukum Hooke
Pengertian Gaya Pegas
Contoh Benda Memiliki Gaya Pegas
Rumus Gaya Pegas
Konstanta Pegas
1. Tegangan
2. Modus Elastisitas
3. Regangan
Hukum Hooke
Video yang berhubungan

Elastisitas adalah kemampuan yang dimiliki suatu material untuk kembali ke bentuk dan ukuran semulanya saat gaya eksternal atau gaya deformasi yang diterapkan padanya dihilangkan. Hal ini disebabkan karena kuatnya gaya tarik antarmolekul pada material tersebut. Seluruh gaya antarmolekul yang melawan terjadinya deformasi ini disebut dengan gaya pemulih.

(Baca juga: Mengenal 5 Hukum Dasar Kimia, Ada Apa Saja?)

Berdasarkan tingkat elastisitasnya, benda padat dibagi menjadi dua, yaitu benda elastis dan benda plastis. Benda-benda elastis memiliki kemampuan untuk kembali ke bentuk atau ukuran semula saat gaya yang diterapkan dihilangkan. Kebalikannya, benda-benda plastis adalah benda yang tidak dapat kembali ke bentuk dan ukuran semula saat gaya yang diterapkan dihilangkan.

Tegangan dan Regangan

Elastisitas berkaitan dengan tegangan dan regangan.

Tegangan (stress) merupakan suatu besaran yang menyatakan besarnya gaya yang diberikan pada suatu benda per satuan luas penampang benda yang dikenakan gaya tersebut. Secara matematis, tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut.

τ = Tegangan (N/m2)

F = Gaya (N)

A = Luas penampang (m2)

Sementara itu, regangan (strain) adalah besaran yang menyatakan perbandingan antara pertambahan panjang dan panjang mula-mula benda. Secara matematis, regangan dapat dirumuskan sebagai berikut.

ε = Regangan

ΔL = Pertambahan panjang (m)

L = Panjang mula-mula (m)

Hukum Hooke

Dalam elastisitas, terdapat hukum Hooke yang menyatakan bahwa “jika gaya yang diberikan pada sebuah pegas tidak melebihi batas elastisitasnya, pertambahan panjang pegas akan berbanding lurus dengan gaya yang diberikan tersebut”. Hukum Hooke dapat dirumuskan sebagai berikut.

F = Gaya yang diberikan (N)

k = Konstanta pegas (N/m)

Δx = Pertambahan panjang pegas (m)

Dalam kegiatan sehari-hari, tentunya kita hampir setiap saat melihat maupun melakukan kegiatan yang terdapat sebuah gaya pegas, hanya saja kita tidak menyadarinya. Salah satu contoh sederhana gaya pegas yaitu gerakan peer pada jam. Sistem kerja peer tersebutlah yang membuat jam dapat berputar dan menunjukkan waktu yang sesuai. Lalu apa itu Gaya Pegas? Kita simak penjelasan dibawah ini tentang Pengertian Gaya Pegas, Rumus dan Contoh Soal lengkap dengan informasi lainnya terkait dengan gaya pegas.

Pengertian Gaya Pegas

Gaya pegas sering disebut dengan gaya elastis atau karet karena gaya pegas memiliki bentuk yang dapat berubah menjadi lebih panjang dari bentuk semula. Padahal kenyataanya, pegas dihasilkan dari benda dengan bahan logam dan tidak memiliki kelenturan. Hanya saja karena adanya gaya yang dihasilkan itulah, benda berbahan logam menjadi bersifat elastis.

Dalam ilmu fisika, gaya pegas disebut dengan istilah Hukum Hooke.

Hukum Hooke merupakan sebuah ilmu yang mengkaji jumlah gaya maksimum yang diberikan pada sebuah benda yang bersifat elastis (sifat elastis sering dimiliki oleg pegas) agar tidak dapat melewati batas elasitas yang dapat menyebabkan benda tersebut kehilangan sifat elasisnya.

Baca Juga : Hukum Hooke

Lalu, Bagaimana bunyi Hukum Hooke?

Bunyi Hukum Hooke

“Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah benda pegas tidak melebihi batas elastisnya, maka pertambahan panjang benda yang terjadi menjadi sebanding dengan gaya tarik yang diberikan”.

Timbulnya gaya pegas dikarenakan adanya sifat elastik, sifat lenting pegas atau karet gelang. Sifat elastik tersebut dimiliki oleh benda yang jika diubah bentuknya dan kemudian dilepaskan kembali maka bentuk benda tersebut akan kembali ke bentuk asal atau bentuk semula.

Karena gaya pegas disebabkan oleh sifat elastik maka gaya pegas disebut juga dengan gaya elastik atau gaya lenting.

Gaya pegas terjadi pada benda-benda lenting yang bentuknya diubah, misalnya gaya pegas yang muncul pada bambu yang dibengkokkan atau busur panah yang ditarik. Dibawah ini beberapa contoh benda yang memiliki gaya pegas.

Contoh Benda Memiliki Gaya Pegas

Gaya pegas yang terjadi belum tentu karena benda memiliki sifat elastis, berikut ini beberapa contoh benda yang memiliki gaya pegas dan digunakan dalam kebutuhan sehari-hari, antaralain:

Jam kasa memiliki nilai gaya pegas yang berfungsi untuk memberikan informasi lokasi kapal pada saat berada di tengah laut.
Sambungan komponen persneling pada kendaraan memanfaatkan gaya pegas untuk dapat bekerja dengan baik.
Teleskop memiliki sistem kerja yang dapat digunakan untuk melihat benda luar angkasa agat terlihat lebih dekat.
Mikrosop berfungsi untuk melihat benda atau komponen kecil yang tak tampak kasat mata.
Ayunan juga menerapkan sistem gaya pegas.
Alat ukur gravitasi bumi juga menggunakan pegas.

Rumus Gaya Pegas

Gaya pegas didefinisikan dalam hukum hooke. Hukum hooke juga dihitung dan mendapat angka untuk mendefinisikan gaya tersebut. Berikut ini penulisan sistematis rumus gaya pegas:

F = k.x

Keterangan:
F = gaya yang diberikan pada suatu pegas (N)
k = konstanta yang dimiliki pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas akibat dari gaya (m)

Secara matematis, hukum Hooke ini dinyatakan sebagai berikut:

F = k.Δx

Keterangan:
F : Gaya Berat atau Gaya Pegas atau Gaya yg Bekerja pada Pegas
k : Konstanta Pegas
Δx: Pertambahan Panjang

Baca Juga : Materi Gaya Gesek

Konstanta Pegas

Konstanta pegas merupakan sebuah karakteristik dari pegas yang di definisikan sebagai rasio dari gaya yang bekerja pada pegas terhadap perubahan pegas yang dihasilkan.

Selain dengan rumus pegas diatas, berikut ini fenomena-fenomena dari pegas yang secara sistematis ditulisakan dengan berbagai rumus dibawah ini:

1. Tegangan

Tegangan adalah keadaan dimana sebuah benda mengalami pertambahan panjang akibat gaya yang diberikan pasa salah satu ujungnya. Berikut rumus yang digunakan:

σ = F/A

Keterangan:
F : gaya (N)
σ : tegangan (N/m2 atau Pa)
A :luas penampang (m2)

2. Modus Elastisitas

Perbedaan antara regangan dan tegangan yang dialami sebuah benda yang disebut dengan modus elastisitas. Rumus yang digunakan yaitu:

E = σ/e

Keterangan:
σ = tegangan (N/m2 atau Pa)
E = modulus elastisitas (N/m)
e = regangan

3. Regangan

Perbandingan antar panjang awal benda dengan pertambahan panjang disebut dengan Regangan. Hal ini terjadi karena gaya yang diberikan atau dihilangkan pada sebuah benda. Rumus yang digunakan sebagai berikut:

e = ΔL/ Lo

Keterangan: e = regangan

Lo = panjang mula-mula (m)

ΔL = pertambahan panjang (m)

Lihat Foto

lumenlearning.com

Kurva gaya tegangan dan regangan gaya pegas

KOMPAS.com – Gaya yang dimanfaatkan pada permainan trampolin adalah gaya pegas. Namun, apakah yang dimaksud dengan gaya pegas?

Gaya pegas adalah gaya yang lahir dari elastisitas suatu benda. Di mana benda padat mencoba untuk mempertahankan posisinya.

Misalnya, ketika kita menarik karet gelang hingga memanjang. Gaya pegas akibat elastisitas akan membuat karet kembali ke bentuk semulanya.

Atau ketika bermain trampolin dan meloncat ke atas trampolin. Trampolin akan mengalami regangan dan tertarik ke bawah akibat berat tubuh kita. Namun, gaya pegas akan segera mengembalikan posisi trampolin ke semula. Sehingga, kita akan terlempar dari trampolin.

Baca juga: Menentukan Tegangan yang Dialami oleh Pegas

Hukum Hooke

Dilansir dari Encyclopedia Britannica, gaya pegas akibat elastisitas ditemukan oleh seorang ilmuan asal Inggris bernama Robert Hooke pada tahun 1660.

Gaya pegas dirangkum dalam hukum Hooke yang berbunyi:

“Selama beban tidak melebihi batas elastis bahan, maka perpanjangan bahan berbanding lurus dengan beban yang diberikan padanya”.

Artinya, Hooke memberitahukan bahwa tegangan gaya pegas sama besar dengan regangannya. Makin besar tekanan yang diberikan pada benda, maka makin besar juga gaya pegas (gaya pemulihan) yang dimiliki oleh benda.

Baca juga: Memahami Jenis Rangkaian Pegas

Dilansir dari Lumen Learning, gaya pemulih selalu bekerja dalam arah yang berlawanan dengan tekanan yang diberikan.

Misalnya, suatu pegas ditekan dengan gaya luar hingga menegang. Saat gaya luar dilepaskan, pegas akan langsung meregang sebesar gaya luar yang diberikan sebelumnya, namun ke arah yang berlawanan. Hal itulah yang disebut dengan gaya pegas.