Eksempel på Hookes lov

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…
Diskusjon
Formel Hookes lov :
k = F / x
Informasjon :
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…

Diskusjon
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…
Diskusjon
Det er kjent at:
Konstanta pegas A (k_A) = 100 N/m
Konstanta pegas B (k_B) = 200 N/m
Gaya yang menarik pegas A (F_A) = F
Gaya yang menarik pegas B (F_B) = F
Ditanya : perbandingan pertambahan panjang pegas A dan pegas B (x_A :x_B)
Jawab:
Rumus pertambahan panjang pegas :
x = F / k
Pertambahan panjang pegas A :
x_A =F_A / tusen_A = F / 100
Pertambahan panjang pegas B :
x_B =F_B / tusen_B = F / 200
Perbandingan pertambahan panjang pegas A dan pegas B :
x_A :x_B
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.

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…
Diskusjon
Det er kjent at:
Strekkkraft (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…
Diskusjon

Hookes lovformel
k = F / Δx
Informasjon :
Δx = pertambahan panjang, F = gaya, k = konstanta elastisitas
Konstanta elastisitas
k_A = F / Δx = 1 / 8 = 0,125
k_B = F / Δx = 8 / 3 = 2,7
k_C = F / Δx = 6 / 6 = 1
k_D = F / Δx = 3 / 5 = 0,6
k_E = F / Δx = 2 / 4 = 0,5
Det riktige svaret er A.

6. Perhatikan grafik hubungan antara Gaya (F) terhadap pertambahan panjang (ΔX) berikut! Manakah yang mempunyai konstanta elastisitas terbesar ?
Diskusjon
Konstanta elastisitas
k_A = F / Δx = 50 / 10 = 5
k_B = F / Δx = 50 / 0,1 = 500
k_C = F / Δx = 5 / 0,1 = 50
k_D = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000
k_E = F / Δx = 500 / 10 = 50
Det riktige svaret er 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 cm

B. 3 cm

Ca. 6 cm

D. 7 cm

Ø. 10 cm

Diskusjon

Det er kjent at:

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

Masse (m) = 160 gram = 0,16 kg

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Berat (w) = m g = (0,16)(10) = 1,6 Newton

Spurte: 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

Det riktige svaret er C.

8. Tiga pegas identik yang disusun seperti pada gambar. Jika konstanta pegas k₁ = k₂ = k₃ = 300 Nm^-1 maka susunan pegas akan mengalami pertambahan panjang sebesar…. (g = 10 m.s^-2).

A. 0,1 moh.

B. 0,2 moh.

Ca. 0,4 m

D. 0,5 m

Ø. 0,8 moh.

Diskusjon

Det er kjent at:

Konstanta pegas k₁ = k₂ = k₃ = 300 Nm^-1

Percepatan gravitasi (g) = 10 m.s^-2

Lastens masse (m) = 2 kg

Berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton

Spurte: 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 = 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

Det riktige svaret er 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 cm

B. 4 cm

Ca. 8 cm

D. 16 cm

Ø. 50 cm

Diskusjon

Det er kjent at:

Fjærkonstant 1 (k₁) = k = 50 Nm^-1

Fjærkonstant 2 (k₂) = k = 50 Nm^-1

Fjærkonstant 3 (k₃) = 2k = 2 (50 Nm^-1) = 100 Nm^-1

Massa beban (m) = 400 gram = 0,4 kg

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Berat beban (w) = m g = (0,4)(10) = 4 Newton

Spurte: 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

Det riktige svaret er C.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole