GAYA PADA PEGAS

Bila suatu benda dikenai sebuah gaya dan kemudian gaya tersebut dihilangkan, maka benda akan kembali ke bentuk semula, berarti benda itu adalah benda elastis. Namun pada umumnya benda bila dikenai gaya tidak dapat kembali ke bentuk semula walaupun gaya yang bekerja sudah hilang. Benda seperti ini disebut benda plastis. Contoh benda elastis adalah karet ataupun pegas. Bila pegas ditarik melebihi batasn tertentu maka benda itu tidak akan elastis lagi. Lalu bagaimanakah hubungan pertambahan panjang dengan gaya tarik?Karena besarnya gaya pemulih sebanding besarnya pertambahan panjang, maka dapat dirumuskan bahwa:

F = -k.xdengan,k = konstanta pegas Fp = Gaya Pemulih (N)x = Perpanjangan Pegas (m) 

Persamaan inilah yang disebut dengan Hukum Hooke. Tanda negatif (-) dalam persamaan menunjukkan berarti gaya pemulih berlawanan arah dengan arah perpanjanganElastisitas suatu benda itu hanya dialami oleh benda yang tidak terbuat dari plastik .Sifat elastisitas bagi suatu benda sangat penting. Suatu benda masih dapat dikatakan elastis jika saat gaya yang bekerja pada benda tersebut ditiadakan dan benda kembali pada keadaan semula.Sifat elastis suatu benda memiliki batas.Jika suatu pegas ditekan atau ditarik maka pegas itu akan memberikan gaya yang berlawanan dengan arah gaya tekan.

Gambar 1.1.Gaya pada pegas

Sebuah pegas mula-mula dalam keadaan bebas lalu kemudian diregangkan sehingga pegas bertambah panjang, maka besar gaya yang bekerja pada pegas dapat diketahui melalui persamaan :

F = kx

Keterangan : F = Gaya yang bekerja pada pegas (N)k = lonstanta gaya pegas (N/m)x = pertambahan panjang pegas (m)

Gambar 1.2.Hukum Hooke”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, dapat dilakukan percobaan pada pegas. Selisih panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang(l).Setelah menyelidiki sifat elastisitas bahan, maka akan diukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan. Dalam hal ini, gaya yang diberikan sama dengan berat benda = massa × 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 adalah:x = x1 + x2Sedangkan untuk pegas yang disusun paralel, pertambahan panjang masing-masing pegas x1 = x2 = xDengan demikian:Kp= k1 + k 2Setiap nilai k untuk bahan yang berbeda adalah merupakan ciri khusus dari tiap bahan. bila suatu pegas ditarik gaya sebesar F maka pegas tersebut akan bertambah besar sepanjang x.tapi pada keadaan tertentu dimana gaya yang diberikan melebihi batas kemampuan dari pegas, maka maka panjang pegas tidak akan bias bertambah lagi. Maka hokum hook tidak ada atau berlaku lagi. Apabila gaya yang dikenakan pada pegas dihilangkan, maka pegas akan bergerak seperti keadaan awal. Besar gaya yang diperlukan untuk kembali ke keadaan semula ini dinamakan sebagai gaya pemulih. Berdasarkan hukum III Newton, maka besarnya gaya pemulih sama dengan gaya yang diberikan untuk menarik pegas, hanya tandanya berlawanan.Tanda (-) menunjukan bahwa gaya pemulih berlawanan dengan gaya penyebabnya.Perlu selalu di ingat bahwa hukum hooke hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak berlaku untuk daerah plastik maupun benda-benda plastik.