ITU kekuatan elastis dan memaksa reaksi bahan elastis, yang bertentangan dengan gaya eksternal yang menekan atau meregangkannya. Rumus untuk gaya elastis dinyatakan oleh hukum Hooke, yang menghubungkan gaya dengan deformasi pegas. Dengan demikian, kita dapat menemukan nilainya melalui produk deformasi yang diderita oleh konstanta elastis material.
Tahu lebih banyak: Gaya berat — gaya gravitasi yang dihasilkan oleh benda masif kedua
Topik dalam artikel ini
- 1 - Ringkasan tentang gaya elastis
-
2 - Apa itu gaya elastis?
- Video Hukum Hooke
-
3 - Apa rumus gaya elastis?
- konstanta elastis
- 4 - Kerja gaya elastis
- 5 - Bagaimana cara menghitung gaya elastis?
- 6 - Latihan diselesaikan dengan gaya elastis
Ringkasan kekuatan tarik
Gaya elastis menentukan deformasi yang dialami pegas.
Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan hukum Hooke.
Hukum Hooke menyatakan bahwa gaya sebanding dengan deformasi pegas.
Hukum Hooke pertama kali muncul dalam bentuk anagram “ceiiinosssttuv”, yang merupakan singkatan dari “ut tensio, sic vis” dan artinya: “Seperti deformasi, maka gaya.”
Konstanta elastis berkaitan dengan kemudahan atau kesulitan dalam mengubah bentuk pegas dan ditentukan oleh dimensi dan sifat bahan elastis.
Kerja gaya pegas ditentukan oleh produk konstanta pegas dan kuadrat regangan pegas, semuanya dibagi dua.
Baik rumus gaya elastis dan pekerjaan memiliki tanda negatif, yang menunjukkan kecenderungan gaya yang berlawanan dengan gerakan pegas.
Jangan berhenti sekarang... Ada lagi setelah iklan ;)
Apa itu gaya elastis?
Gaya elastis adalah gaya yang terkait dengan deformasi pegas atau bahan lainnya, seperti karet dan karet gelang. Ini bertindak dalam arah yang berlawanan dengan gaya yang diterima oleh tubuh. Artinya, jika kita mendorong pegas yang mengarah ke kompresi, ia akan melakukan gaya yang sama, tetapi dalam arah yang berlawanan, mengarah ke dekompresi.
Perhitungannya dibuat menggunakan hukum Hooke, diucapkan pada tahun 1678 oleh Robert Hooke (1635-1703) dalam bentuk anagram "ceiiinosssttuv", untuk menyimpan informasinya untuk dirinya sendiri. Baru setelah dua tahun ia menguraikannya sebagai "ut tensio, sic vis", yang berarti "sebagai deformasi, jadi kekuatan", mewakili hubungan proporsionalitas yang ada antara gaya dan deformasi.
→ Video Hukum Hooke
Apa rumus gaya elastis?
Rumus gaya elastis, yaitu, hukum Hooke, dinyatakan oleh:
\(F_{el}=-\ k\bullet∆x\)
Tentang apa:
\(∆x=xf-xi\)
\(Empedu}\): gaya elastis, yaitu gaya yang diberikan oleh pegas, diukur dalam Newton \([N]\).
k: konstanta pegas, diukur dalam [\(T/m\)].
\(∆x\): perubahan deformasi pegas (juga disebut perpanjangan), diukur dalam meter [\(m\)].
\(x_i\): panjang awal pegas, diukur dalam meter [\(m\)].
\(x_f\): panjang akhir pegas, diukur dalam meter [\(m\)].
Penting: Tanda negatif dalam rumus ada karena gaya cenderung menentang perpindahan benda, yang ditujukan pada keseimbangan sistem, seperti pada gambar 2 di bawah.
Namun, jika \(F_{el}>0\) untuk \(x<0\), seperti pada gambar 1, terjadi kompresi pegas. Sudah ada \(F_{el}<0\) untuk \(x>0\), seperti pada gambar 3, pegas diregangkan.
→ konstanta elastis
Konstanta pegas menentukan kekakuan pegas, yaitu seberapa besar gaya yang diperlukan agar pegas berubah bentuk. Nilainya tergantung secara eksklusif pada sifat bahan di mana ia dibuat dan dimensinya. Karena itu, semakin besar konstanta pegas, semakin sulit untuk berubah bentuk.
kerja gaya elastis
Setiap kekuatan bekerja. Sehingga kerja kekuatan elastis ditemukan menggunakan rumus:
\(W_{el}=-\left(\frac{{k\bullet x_f}^2}{2}-\frac{{k\bullet x_i}^2}{2}\right)\)
Andaikan itu xsaya=0 dan menelepon xf di x, kami memiliki bentuk yang paling terkenal:
\(W_{el}=-\frac{{k\bullet x}^2}{2}\)
\(L_{el}\): kerja gaya elastis, diukur dalam Joule [J].
k: konstanta pegas, diukur dalam [Tidak/m].
\(x_i\): panjang awal pegas, diukur dalam meter [m].
\(x_f\) atau x: panjang akhir pegas, diukur dalam meter [m].
Baca juga: Gaya tarik — gaya yang diterapkan pada tali atau kabel
Bagaimana cara menghitung gaya elastis?
Dari sudut pandang matematika, gaya elastis dihitung melalui formulanya dan setiap kali kita bekerja dengan pegas. Di bawah ini kita akan melihat contoh cara menghitung gaya pegas.
Contoh:
Mengetahui bahwa konstanta pegas sebuah pegas sama dengan 350 N/m, tentukan gaya yang diperlukan untuk mengubah bentuk pegas sebesar 2,0 cm.
Resolusi:
Kami akan menghitung gaya yang diperlukan untuk mengubah bentuk pegas menggunakan hukum Hooke:
\(F_{el}=k\peluru x\)
Mengubah regangan 2 cm menjadi meter dan mensubstitusi nilai konstanta pegas:
\(F_{el}=350\bullet0.02\)
\(F_{el}=7\ N\)
Latihan diselesaikan dengan gaya elastis
pertanyaan 1
Ketika ditekan dengan gaya 10 N, pegas berubah panjangnya sebesar 5 cm (0,05 m). Konstanta pegas pegas ini, dalam N/m, adalah tentang:
A) 6,4 N/m
B) 500 N/m
C) 250 N/m
D) 200 N/m
E) 12,8 N/m
Resolusi:
Alternatif D
Kami akan melakukan perhitungan menggunakan hukum Hooke:
\(F_{el}=k\peluru x\)
\(10=k\bullet0.05\)
\(k=\frac{10}{0.05}\)
\(k=200\ N/m\)
pertanyaan 2
Sebuah pegas dengan konstanta pegas 500 N/m ditekan oleh gaya 50 N. Berdasarkan informasi ini, hitung berapa, dalam sentimeter, deformasi yang dialami pegas akibat penerapan gaya ini.
A) 100
B) 15
C) 0,1
D) 1000
E) 10
Resolusi:
Alternatif E
Kami akan menghitung deformasi pegas menggunakan hukum Hooke:
\(F_{el}=k\peluru x\)
\(50=500\peluru x\)
\(x=\frac{50}{500}\)
\(x=0,1\ m\)
\(x=10\ cm\)
Oleh Pâmella Raphaella Melo
guru fisika
Apakah Anda ingin mereferensikan teks ini di sekolah atau karya akademis? Lihat:
MELO, Pâmella Raphaella. "kekuatan elastis"; Sekolah Brasil. Tersedia di: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-elastica.htm. Diakses pada 27 April 2022.
