Contoh soal susunan seri pegas

4 Contoh soal susunan seri pegas

1. Lima pegas masing-masing mempunyai konstanta 200 N/m disusun secara seri. Konstanta pegas pengganti dari susunan pegas tersebut adalah…

Pembahasan
Diketahui :
Konstanta masing-masing pegas (k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = k₅) = 200 N/m
Ditanya : konstanta pegas pengganti (k)
Jawab :

Konstanta pegas pengganti :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃ + 1/k₄ + 1/k₅
1/k = 1/200 + 1/200 + 1/200 + 1/200 + 1/200
1/k = 5/200
k = 200/5
k = 40 Newton/meter

2. Dua pegas disusun seperti gambar di bawah. Masing-masing pegas mempunyai konstanta k₁ = 200 N/m dan k₂ = 300 N/m. Pada pegas digantungi beban bermassa 2 kg. Jika percepatan gravitasi 10 m/s² maka pertambahan panjang susunan pegas adalah…
Pembahasan

Diketahui :
Konstanta pegas 1 (k₁) = 200 N/m
Konstanta pegas 2 (k₂) = 300 N/m
Massa beban (m) = 2 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²
Gaya berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton
Ditanya : pertambahan panjang susunan seri pegas (x)
Jawab :
Konstanta pegas pengganti :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂
1/k = 1/200 + 1/300 = 3/600 + 2/600 = 5/600
k = 600/5
k = 120 Newton/meter
Pertambahan panjang susunan pegas :
x = F / k = w / k
x = 20 / 120
x = 1/6 meter
Pertambahan panjang susunan pegas adalah pertambahan panjang total dari ketiga pegas tersebut.

3. Tiga pegas identik disusun seperti gambar di bawah. Beban seberat 15 Newton digantung pada ujung bawah pegas menyebabkan sistem pegas bertambah panjang 5 cm. Konstanta masing-masing pegas adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Gaya berat beban (w) = 15 Newton
Pertambahan panjang susunan pegas = 5 cm = 0,05 meter
Ditanya : konstanta masing-masing pegas
Jawab :
Hitung konstanta pegas pengganti menggunakan rumus hukum Hooke :
k = F / x = w / x
k = 15 / 0,05
k = 300 Newton/meter
Konstanta masing-masing pegas :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃
1/300 = 1/k + 1/k + 1/k
1/300 = 3/k
k = (3)(300)
k = 900
k = 900 N/m
Ketiga pegas identik sehingga mempunyai konstanta sama. Konstanta pegas 1 (k₁) = konstanta pegas 2 (k₂) = konstanta pegas 3 (k₃) = 900 Newton/meter

4. Tiga pegas masing-masing dengan konstanta k disusun secara seri. Konstanta pegas gabungan adalah…
A. 1/5 k
B. 1/4 k
C. 1/3 k
D. 1/2 k
E. k
Pembahasan :

Rumus konstanta pegas susunan seri :
1/k_p = 1/k + 1/k + 1/k
Konstanta pegas gabungan :
1/k_p = 3/k
k_p = k/3 = 1/3 k
Jawaban yang benar adalah C.