Dalam soal diketahui energi potensialnya dan kita akan menggunakan rumusnya guna menemukan variabel apa yang belum tersedia.
Mencari ketetapan pegas (k)
Mencari gaya pegas (F)
Menghitung pertambahan panjang (Δx)
Menghitung gaya pegas (F)
Nantinya kitapun bisa menemukan gayanya.
Soal :
1. Sebuah pegas ketika ditarik 20 cm memiliki energi potensial 6 joule. Berapakah gaya pegas yang terjadi?
1. Sebuah pegas ketika ditarik 20 cm memiliki energi potensial 6 joule. Berapakah gaya pegas yang terjadi?
Data pada soal :
- Energi potensial (E) = 6 joule
- pertambahan panjang (Δx) = 20 cm = 0,2 m
Ingat!
Jangan lupa mengubah satuan pertambahan panjang menjadi meter, karena energinya sudah dalam satuan joule
Mencari ketetapan pegas (k)
Dari data yang diketahui, yaitu energi potensial, kita bisa mendapatkan nilai dari ketetapan pegas atau disingkat "k".
Setelah mendapatkan "k", barulah kita bisa mencari gayanya.
E = ½.k.Δx²
Itulah rumus energi potensial pegas.
Masukkan data yang ada ke dalam rumus di atas.
E = ½×k×Δx²
6 = ½×k×(0,2)²
- (0,2)² = 0,04
6 = ½×k×0,04
- ½×0,04 = 0,02
6 = k×0,02
- Untuk mendapatkan k, maka 6 harus dibagi dengan 0,02
k = 6 ÷ 0,02
- 0,02 dijadikan bentuk pecahan biar lebih mudah mendapatkan k
k = 6 ÷ ²⁄₁₀₀
- Ketika dibagi pecahan, maka tanda bagi berubah menjadi kali
- Pecahan di belakang tanda bagi dibalik posisinya dari 2/100 menjadi 100/2
Tolong diingat trik pembagian seperti ini. Nanti akan sangat sering bertemu dengannya dan memudahkan perhitungan.
k = 6 × ¹⁰⁰⁄₂
k = ⁶⁰⁰⁄₂
k = 300 N/m
Yap...
Nilai k sudah diperoleh dan sekarang kita bisa dengan mudah mendapatkan gayanya.
Mencari gaya pegas (F)
Rumus gaya F adalah :
F = k×Δx
Dari soal dan hasil perhitungan di atas, data yang diperoleh adalah :
- k = 300 N/m
- Δx = 0,2 m (pertambahan panjangnya tetap sesuai yang digunakan pada rumus energi)
Masukkan data ke dalam rumus gaya.
F = 300×0,2
F = 60 N.
Jadi gaya yang dialami pegas adalah 60 N
Soal :
2. Dengan ketetapan pegas 400 N/m, sebuah pegas memiliki energi potensial sebesar 50 joule. Hitunglah gaya pegas yang terjadi!
2. Dengan ketetapan pegas 400 N/m, sebuah pegas memiliki energi potensial sebesar 50 joule. Hitunglah gaya pegas yang terjadi!
Sekarang soalnya dibalik sedikit. Ketetapan pegas sudah diketahui dan kita diharuskan mencari pertambahan panjangnya.
Mengapa pertambahan panjang?
Karena, dilihat dari rumus energi potensial, hanya merupakan perkalian tetapan pegas dan pertambahan panjang.
Sedangkan tetapan pegas sudah diketahui, jadi kita tinggal mencari pertambahan panjangnya saja.
Diketahui :
- E = 50 joule
- k = 400 N/m
Menghitung pertambahan panjang (Δx)
Mengingat dalam soal diketahui energi potensialnya, kita gunakan rumus energi ini untuk menemukan pertambahan panjang yang terjadi.
E = ½.k.Δx²
Masukkan data yang ada :
E = ½×k×Δx²
50 = ½×400×(Δx)²
- ½×400 = 200
50 = 200 × (Δx)²
- Untuk mendapatkan (Δx)², 50 harus dibagi dengan 200
(Δx)² = 50 ÷ 200
(Δx)² = ⁵⁰⁄₂₀₀
- ⁵⁰⁄₂₀₀ bisa disederhanakan menjadi ¼
- pembilang dan penyebutnya sama-sama dibagi 50
- 50 : 50 = 1
- 200 : 50 = 4
(Δx)² = ¼
- Agar Δx ditemukan, maka akarkan ¼
Δx = √(¼)
Δx = ½ meter
Menghitung gaya pegas (F)
Kita sudah mendapatkan tetapan pegas dan pertambahan panjang, dan ini sudah cukup untuk menghitung gaya pegas yang terjadi.
Mari lanjutkan.
- k = 400 N/m
- Δx = ½ m
Masukkan data ke dalam rumus gaya.
F = k × Δx
F = 400×½
F = 200 N.
Nah...
Sudah diperoleh gaya pegasnya 200 N
Tips!!
Ketika mendapati soal model seperti ini, dimana diketahui energi potensial pegasnya dalam satuan joule, kita harus jeli.
Mengapa?
Satuan pertambahan panjang sering dijadikan pengecoh.
Satuan panjang harus selalu dalam meter ketika energi sudah dalam satuan joule.
Jika tidak mengubah satuan panjang ke meter dan tetap menggunakan cm, hasilnya bisa dipastikan salah!
Jadi mesti hati-hati ya!
Jangan lupa juga untuk menguasi trik pembagian dengan pecahan. Cara seperti ini sangat membantu memudahkan perhitungan.
Karena terlihat lebih sederhana.
Dibandingkan membagi dengan desimal, pastinya merepotkan. Kalau menggunakan kalkulator sih oke-oke saja.
Cepat lah.
Tapi kalau pas ulangan tidak boleh menggunakan alat hitung ini, kan ribet jika tidak mengetahui triknya.
Selamat belajar ya teman-teman.
Baca juga ya :
Post a Comment for "Ketika pegas bertambah panjang 20 cm, energi potensialnya menjadi 6 joule. Berapakah gaya pegasnya?"