Contoh soal hukum Hooke

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…
Contoh-soal-hukum-Hooke-1Pembahasan
Rumus hukum Hooke :
k = F / x
Keterangan :
F = gaya (satuan internasionalnya adalah Newton, disingkat N)
k = konstanta pegas (satuan internasionalnya adalah Newton/meter, disingkat N/m)
x = pertambahan panjang (satuan internasionalnya adalah meter, disingkat m)
 
Konstanta pegas berdasarkan grafik di atas adalah :
k = 10 / 0,02 = 20 / 0,04
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…

Contoh-soal-hukum-Hooke-2Pembahasan
Konstanta pegas berdasarkan data pada tabel adalah :
k = F / x
k = 5 / 0,01 = 10 / 0,02 = 15 / 0,03 = 20 / 0,04
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…
Pembahasan
Diketahui :
Konstanta pegas A (kA) = 100 N/m
Konstanta pegas B (kB) = 200 N/m
Gaya yang menarik pegas A (FA) = F
Gaya yang menarik pegas B (FB) = F
Ditanya : perbandingan pertambahan panjang pegas A dan pegas B (xA : xB)
Jawab :
Rumus pertambahan panjang pegas :
x = F / k
Pertambahan panjang pegas A :
xA = FA / kA = F / 100
Pertambahan panjang pegas B :
xB = FB / kB = F / 200
Perbandingan pertambahan panjang pegas A dan pegas B :
xA : xB
F / 100 : F / 200
1 / 100 : 1 / 200
1 / 1 : 1 / 2
2 : 1
Catatan : panjang pegas mula-mula tidak dimasukan dalam perhitungan. x pada rumus hukum hooke adalah pertambahan panjang, bukan panjang awal.

BACA JUGA  Hukum gas ideal (Persamaan keadaan gas ideal)

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…
Pembahasan
Diketahui :
Gaya tarik (F) = 10 Newton
Pertambahan panjang kawat (x) = 2 cm = 0,02 meter
Ditanya : besar gaya tarik (F) jika kawat bertambah panjang 6 cm atau 0,06 meter.
Jawab :
Konstanta kawat :
k = F / x
k = 10 / 0,02 = 500 N/m
Besar gaya tarik F jika kawat bertambah panjang 0,06 meter :
F = k x
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…
Hukum Hooke (konstanta elastisitas) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 1Hukum Hooke (konstanta elastisitas) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 2Pembahasan

Rumus hukum Hooke
k = F / Δx
Keterangan :
Δx = pertambahan panjang, F = gaya, k = konstanta elastisitas
Konstanta elastisitas
kA = F / Δx = 1 / 8 = 0,125
kB = F / Δx = 8 / 3 = 2,7
kC = F / Δx = 6 / 6 = 1
kD = F / Δx = 3 / 5 = 0,6
kE = F / Δx = 2 / 4 = 0,5
Jawaban yang benar adalah A.

6. Perhatikan grafik hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang (ΔX) berikut! Manakah yang mempunyai konstanta elastisitas terbesar ?
Hukum Hooke (konstanta elastisitas) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 3Hukum Hooke (konstanta elastisitas) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 4Hukum Hooke (konstanta elastisitas) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 5Pembahasan
Konstanta elastisitas
kA = F / Δx = 50 / 10 = 5
kB = F / Δx = 50 / 0,1 = 500
kC = F / Δx = 5 / 0,1 = 50
kD = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000
kE = F / Δx = 500 / 10 = 50
Jawaban yang benar adalah D.

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 cmPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 29

B. 3 cm

C. 6 cm

D. 7 cm

E. 10 cm

Pembahasan

Diketahui :

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

BACA JUGA  Contoh soal gaya berat

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 mPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 30

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 :

BACA JUGA  Lensa cembung

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 cmPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 31

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

Print Friendly, PDF & Email

Tinggalkan komentar

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