דוגמה לאנרגיה פוטנציאלית אלסטית של קפיץ

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
דִיוּן
זה ידוע :
מסת המטען (מ') = 2 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²
Berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton
עלייה באורך הקפיץ (x) = 4 ס"מ = 0,04 מטר
נשאל : Energi potensial elastis pegas
ג'וואב :
נוּסחָה חוק הוק 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 = כּוֹחַ מְשִׁיכָה. 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 ג'אול

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

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…
דִיוּן
זה ידוע :
עלייה באורך הקפיץ (x) = 10 ס"מ = 0,1 מטר
כוח (F) = 50 ניוטון
נשאל : energi potensial elastis pegas untuk meregangkan pegas sejauh 12 cm atau 0,12 meter.
ג'וואב :
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 ג'אול.

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…

דִיוּן
זה ידוע :
כוח (F) = 5 ניוטון
עלייה באורך הקפיץ (x) = 2 ס"מ = 0,02 מטר
נשאל : energi potensial pegas jika pegas disimpangkan 10 cm atau 0,1 meter.
ג'וואב :
קבוע קפיץ:
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 ג'אול.

Energi Potensial Elastis
4. Sebuah pegas diberi beban 2 kg seperti gambar berikut. Jika pegas mengalami pertambahan panjang 5 cm dan תאוצה עקב כוח הכבידה bumi 10 m.s^-2, maka energi potensial elastis pegas tersebut adalah…
א. 4,0 ג'ול
ב. 3,0 ג'ול
כ-2,5 ג'ול
ד. 1,0 ג'ול
מזרח 0,5 ג'ול
דִיוּן
זה ידוע :
Pertambahan panjang (Δx) = 5 cm = 0,05 meter
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²
מסת המטען (מ') = 2 ק"ג
Berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton
נשאל : Energi potensial karet ?
ג'וואב :
Terlebih dahulu hitung konstanta elastisitas pegas menggunakan rumus hukum Hooke :
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 ניוטון למטר
Energi potensial elastis pegas adalah :
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 ג'אול
התשובה הנכונה היא ה'.

5. Untuk meregangkan sebuah pegas sejauh 5 cm diperlukan gaya sebesar 20 N. Energi potensial pegas ketika meregang sejauh 10 cm adalah…
א. 2 ג'אול
B. 4 ג'אול
כ-20 ג'אול
ד. 50 ג'אול
100 ג'אול (E. 1,250 ג'אול)
דִיוּן
זה ידוע :
Pertambahan panjang (Δx) = 5 cm = 0,05 meter
כוח (F) = 20 ניוטון
נשאל : EP pegas ketika pegas meregang sejauh 10 cm ?
ג'וואב :
קבוע קפיץ:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 ניוטון למטר
Energi potensial pegas ketika Δx = 10 cm = 0,1 meter :
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 ג'אול
התשובה הנכונה היא א'.