Contoh soal energi potensial elastis pegas

5 Contoh soal energi potensial elastis pegas

1. Sebuah pegas diberi beban 2 kg dan digantung vertikal pada sebuah statif. Jika pegas bertambah panjang 4 cm maka perubahan energi potensial elastis pegas tersebut adalah… g = 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Massa beban (m) = 2 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton
Pertambahan panjang pegas (x) = 4 cm = 0,04 meter
Ditanya : Energi potensial elastis pegas
Jawab :
Rumus hukum Hooke adalah F = k x, di mana F = gaya, k = konstanta pegas dan x = pertambahan panjang pegas. Jika disesuaikan dengan soal ini maka rumus hukum Hooke diubah menjadi w = k x, di mana w = gaya berat. Untuk menghitung konstanta pegas, ubah rumus hukum Hooke menjadi k = w / x. Jadi konstanta pegas adalah k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/meter.
Perubahan energi potensial elastis pegas adalah :
EP = ½ k x2 = ½ (500)(0,04)2 = (250)(0,0016) = 0,4 Joule

Perubahan energi potensial elastis pegas juga dapat dihitung menggunakan sebuah rumus tunggal :
EP = ½ k x2 = ½ (w / x) x2 = ½ w x = ½ m g x
Keterangan : w = gaya berat beban, m = massa beban, x = perubahan panjang pegas.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Joule.

BACA JUGA  Hukum II Termodinamika

2. Untuk meregangkan sebuah pegas sejauh 10 cm diperlukan gaya sebesar 50 N. Energi potensial elastis yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas sejauh 12 cm adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Pertambahan panjang pegas (x) = 10 cm = 0,1 meter
Gaya (F) = 50 Newton
Ditanya : energi potensial elastis pegas untuk meregangkan pegas sejauh 12 cm atau 0,12 meter.
Jawab :
Konstanta pegas adalah :
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Newton/meter
Pegas yang digunakan sama karenanya konstanta pegas yang diperoleh pada perhitungan sebelumnya digunakan untuk menghitung energi potensial elastis pegas untuk meregangkan pegas sejauh 0,12 meter.
EP = ½ k x2 = ½ (500)(0,12)2 = (250)(0,0144) = 3,6 Joule.

3. Grafik di bawah menunjukkan hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang pegas (x). Jika pegas disimpangkan 10 cm maka energi potensial elastis pegas tersebut adalah…
Contoh-soal-energi-potensial-elastis-pegas-1
Pembahasan
Diketahui :
Gaya (F) = 5 Newton
Pertambahan panjang pegas (x) = 2 cm = 0,02 meter
Ditanya : energi potensial pegas jika pegas disimpangkan 10 cm atau 0,1 meter.
Jawab :
Konstanta pegas :
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Newton/meter
Energi potensial pegas jika pegas disimpangkan 0,1 meter :
EP = ½ k x2 = ½ (250)(0,1)2 = (125)(0,01) = 1,25 Joule.

BACA JUGA  Gaya apung

Energi Potensial Elastis
4. Sebuah pegas diberi beban 2 kg seperti gambar berikut. Jika pegas mengalami pertambahan panjang 5 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m.s-2, maka energi potensial elastis pegas tersebut adalah…
A. 4,0 JElastisitas - UN fisika SMA MA 2012 - 3
B. 3,0 J
C. 2,5 J
D. 1,0 J
E. 0,5 J
Pembahasan
Diketahui :
Pertambahan panjang (Δx) = 5 cm = 0,05 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Massa beban (m) = 2 kg
Berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton
Ditanya : Energi potensial karet ?
Jawab :
Terlebih dahulu hitung konstanta elastisitas pegas menggunakan rumus hukum Hooke :
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Energi potensial elastis pegas adalah :
EP = ½ k Δx2 = ½ (400)(0,05)2 = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Joule
Jawaban yang benar adalah E.

BACA JUGA  Rumus Gaya tarik Gaya gesek Percepatan

5. Untuk meregangkan sebuah pegas sejauh 5 cm diperlukan gaya sebesar 20 N. Energi potensial pegas ketika meregang sejauh 10 cm adalah…
A. 2 Joule
B. 4 Joule
C. 20 Joule
D. 50 Joule
E. 100 Joule
Pembahasan
Diketahui :
Pertambahan panjang (Δx) = 5 cm = 0,05 meter
Gaya (F) = 20 Newton
Ditanya : EP pegas ketika pegas meregang sejauh 10 cm ?
Jawab :
Konstanta pegas :
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Energi potensial pegas ketika Δx = 10 cm = 0,1 meter :
EP = ½ k Δx2 = ½ (400)(0,1)2 = (200)(0,01)
EP = 2 Joule
Jawaban yang benar adalah A.

 

Print Friendly, PDF & Email

Tinggalkan Balasan

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.

Eksplorasi konten lain dari Ilmu Pengetahuan

Langganan sekarang agar bisa terus membaca dan mendapatkan akses ke semua arsip.

Lanjutkan membaca