Gambar di bawah menunjukkan grafik hubungan antara gaya F dengan pertambahan panjang pegas ax

9 Contoh Soal Hukum Hooke

1. Grafik hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang (x) ditunjukan pada gambar di bawah. Konstanta pegas berdasarkan grafik adalah…

x = pertambahan panjang (satuan internasionalnya adalah meter, disingkat m)

k = 500 N/m

2. Pada sebuah percobaan menentukan konstanta suatu pegas diperoleh data seperti pada tabel di bawah. Konstanta pegas berdasarkan data pada tabel adalah…

k = 500 N/m

3. Pegas A dan B masing-masing mempunyai panjang awal 60 cm dan 90 cm ditarik dengan gaya yang sama. Konstanta pegas A adalah 100 N/m dan konstanta pegas B adalah 200 N/m. Perbandingan pertambahan panjang pegas A dan pegas B adalah…PembahasanDiketahui :

Konstanta pegas A (kA) = 100 N/m

Rumus pertambahan panjang pegas :

xA = FA / kA = F / 100

xB = FB / kB = F / 200

Catatan : panjang pegas mula-mula tidak dimasukan dalam perhitungan. x pada rumus hukum hooke adalah pertambahan panjang, bukan panjang awal.

4. Sebuah kawat mempunyai panjang awal 20 cm. Ketika ditarik dengan gaya 10 Newton, kawat bertambah panjang 2 cm. Agar pertambahan panjang menjadi 6 cm maka besar gaya tarik adalah…PembahasanDiketahui :Gaya tarik (F) = 10 NewtonPertambahan panjang kawat (x) = 2 cm = 0,02 meterDitanya : besar gaya tarik (F) jika kawat bertambah panjang 6 cm atau 0,06 meter.Jawab :

Konstanta kawat :

Besar gaya tarik F jika kawat bertambah panjang 0,06 meter :

F = (500)(0,06) = 30 Newton

5. Grafik di bawah menunjukkan hubungan antara perubahan beban (ΔF) dengan pertambahan panjang (ΔX), grafik yang menunjukkan nilai konstanta elastisitas terkecil…

Rumus hukum Hookek = F / ΔxKeterangan :Δx = pertambahan panjang, F = gaya, k = konstanta elastisitas

Konstanta elastisitas

6. Perhatikan grafik hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang (ΔX) berikut! Manakah yang mempunyai konstanta elastisitas terbesar ?

7. Sebuah pegas saat diberi 160 gram bertambah panjang 4 cm. Saat tiga pegas sejenis disusun seperti gambar maka pertambahan panjang total pegas adalah…

A. 2 cm

B. 3 cm

C. 6 cm

D. 7 cm

E. 10 cm

Pembahasan

Diketahui :

Pertambahan panjang (Δx) = 4 cm = 0,04 meter

Massa (m) = 160 gram = 0,16 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Berat (w) = m g = (0,16)(10) = 1,6 Newton

Ditanya : Pertambahan panjang total pegas (Δx) jika disusun seperti gambar

Jawab :

Terlebih dahulu hitung konstanta elastisitas pegas menggunakan rumus hukum Hooke :

k = w / Δx = 1,6 / 0,04 = 40 N/m

Ketiga pegas sejenis sehingga mempunyai konstanta (k) yang sama yakni 40 N/m.

Hitung konstanta pengganti :

Pegas 2 (k2) dan pegas 3 (k3) tersusun secara paralel. Konstanta pegas pengganti adalah :

k23 = k2 + k3 = 40 + 40 = 80 N/m

Pegas 1 (k1) dan pegas pengganti (k23) tersusun secara seri. Konstanta pegas pengganti adalah :

1/k = 1/k1 + 1/k23 = 1/40 + 1/80 = 2/80 + 1/80 = 3/80

k = 80/3

Hitung pertambahan panjang total pegas menggunakan rumus hukum Hooke :

Δx = w / k = 1,6 : 80/3 = (1,6)(3/80) = 4,8/80 = 0,06 meter = 6 cm

Jawaban yang benar adalah C.

8. Tiga pegas identik yang disusun seperti pada gambar. Jika konstanta pegas k1 = k2 = k3 = 300 N.m-1 maka susunan pegas akan mengalami pertambahan panjang sebesar…. (g = 10 m.s-2).

A. 0,1 m

B. 0,2 m

C. 0,4 m

D. 0,5 m

E. 0,8 m

Pembahasan

Diketahui :

Konstanta pegas k1 = k2 = k3 = 300 N.m-1

Percepatan gravitasi (g) = 10 m.s-2

Massa beban (m) = 2 kg

Berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton

Ditanya : Pertambahan panjang susunan pegas (Δx)

Jawab :

Hitung konstanta pengganti :

Pegas 1 (k1) dan pegas 2 (k2) tersusun secara paralel. Konstanta pegas pengganti adalah :

k12 = k1 + k2 = 300 + 300 = 600 N/m

Pegas 3 (k3) dan pegas pengganti (k12) tersusun secara seri. Konstanta pegas pengganti adalah :

1/k = 1/k3 + 1/k12 = 1/300 + 1/600 = 2/600 + 1/600 = 3/600

k = 600/3 = 200 N/m

Hitung pertambahan panjang total pegas menggunakan rumus hukum Hooke :

Δx = w / k = 20/200 = 2/20 = 1/10 = 0,1 meter

Jawaban yang benar adalah A.

9. Tiga pegas disusun seperti gambar berikut. Jika konstanta pegas k = 50 Nm-1 dan pada susunan pegas tersebut digantungkan beban 400 gram, maka pertambahan panjang susunan pegas adalah….

A. 2 cm

B. 4 cm

C. 8 cm

D. 16 cm

E. 50 cm

Pembahasan

Diketahui :

Konstanta pegas 1 (k1) = k = 50 Nm-1

Konstanta pegas 2 (k2) = k = 50 Nm-1

Konstanta pegas 3 (k3) = 2k = 2 (50 Nm-1) = 100 Nm-1

Massa beban (m) = 400 gram = 0,4 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Berat beban (w) = m g = (0,4)(10) = 4 Newton

Ditanya : Pertambahan panjang susunan pegas (Δx)

Jawab :

Hitung konstanta pengganti :

Pegas 1 (k1) dan pegas 2 (k2) tersusun secara paralel. Konstanta pegas pengganti adalah :

k12 = k1 + k2 = 50 + 50 = 100 N/m

Pegas 3 (k3) dan pegas pengganti (k12) tersusun secara seri. Konstanta pegas pengganti adalah :

1/k = 1/k3 + 1/k12 = 1/100 + 1/100 = 2/100

k = 100/2 = 50 N/m

Hitung pertambahan panjang susunan pegas menggunakan rumus hukum Hooke :

Δx = w / k = 4 / 50 = = 0,08 meter = 8 cm

Jawaban yang benar adalah C.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA