Home PEMBAHASAN UN FISIKA Pembahasan Soal Un Fisika Perihal Elastisitas Pegas

Pembahasan Soal Un Fisika Perihal Elastisitas Pegas

by CerdaskanKita

– Elastisitas dan Konstanta Pegas. Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal elastisitas dan pegas untuk tingkat menengah atas. Elastisitas merupakan suatu besaran yang menyatakan kecenderungan suatu benda untuk mengembalikan keadaan ke bentuk semula sesudah mengalami perubahan akhir imbas gaya tarik atau gaya tekan dari luar. Dari sedikit benda yang memunjukkan tanda-tanda elastisitas, pegas merupakan salah satu benda yang paling umum dibahas. Pada hari ini ini, edutafsi akan membahas sedikit soal elastisitas yang pernah keluar dalam ujian nasional tahun-tahun sebelumnya.

Soal 1 : Menentukan Energi Potensial Pegas

Untuk meregangkan sebuah pegas sejauh 5 cm diharapkan gaya sebesar 20 N. Energi potensial pegas ketika pegas tersebut meregang sejauh 10 cm merupakan ….
A. 100 Joule
B. 50 Joule
C. 20 Jule
D. 4 Joule
E.  2 Joule

Pembahasan :
Dik : x1 = 5 cm = 0,05 m, F1 = 20 N, x2 = 10 cm = 0,1 m
Dit : Ep2 = …. ?

Energi potensial secara mudah sanggup diartikan sebagai besarnya gaya yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas sepanjang x. Besar energi potensial pegas bergantung pada konstanta pegas dan besar pertambahan panjangnya. Secara matematis sanggup ditulis sebagai berikut:

Ep = ½ k . x2

Keterangan :
Ep = energi potensial pegas (J)
k = tetapan atau konstanta pegas (N/m)
x = pertambahan panjang pegas (m).

Berdasarkan rumus di atas, untuk memilih energi potensial pegas setaknya harus diektahui konstanta dan pertambahan panjangnya. Dalam soal hanya diketahui pertambahan panjang. Itu artinya harus ditentukan terlebih dahulu konstanta pegasnya.

Berdasarkan kondisi pertama, ketika pegas diregangka sejauh 5 cm dengan gaya sebesar 20 N, maka konstanta pegas sanggup ditentukan menurut konsep aturan Hooke berikut ini:
⇒ F1 = k . x1
⇒ 20 = k . (0,05)
⇒ k = 20/0,05
⇒ k = 400 N/m

Baca Juga:   Pembahasan Soal Ujian Nasional Koordinat Titik Berat

Karena tetapannya sudah diketahui, maka energi potensialnya merupakan:
⇒ Ep2 = ½ k . x22
⇒ Ep2 = ½ (400). (0,1)2
⇒ Ep2 = 200 (0,01)
⇒ Ep2 = 2 J

Penyelesaian ringkas :
⇒ Ep2 = ½ (F1/x1) . x22
⇒ Ep2 = ½ (20/0,05). (0,1)2
⇒ Ep2 = 2 J

Jadi, energi potensial pegas ketika meregang sejauh 10 cm merupakan 2 Joule.

Jawaban : E

Soal 2 : Menentukan Tetapan Pegas Berdasarkan Tabel

Percobaan memakai pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut:

Percobaan F (N) Δx (cm)
I 88 11
II 64 8
III 40 5

Dengan F = gaya beban pegas, Δx = pertambahan panjang pegas. Berdasarkan data tersebut, sanggup disimpulkan bahwa pegas yang dipakai terdapat tetapan sebesar ….
A. 800 N/m
B. 80 N/m
C. 8 N/m
D. 0,8 N/m
E. 0,08 N/m

Pembahasan :
Berdasarkan aturan Hooke, pertambahan panjang sebuah pegas berbanding lurus dengan besarnya gaya yang bekerja pada pegas tersebut. Secara matematis sanggup dinyatakan dengan persamaan berikut:

F = k . Δx

Keterangan :
F = gaya yang bekerja pada pegas (N)
k = tetapan atau konstanta pegas (N/m)
Δx = pertambahan pajang pegas (m).

Pada tabel data percobaan, dilakukan tiga kali percobaan dan dihasilkan data menyerupai yang terlihat. Kita sanggup menghitung konstanta untuk masing-masing percobaan kemudian menyimpulkannya.

Dari percobaan I :
⇒ k = F/Δx
⇒ k = 88/0,11
⇒ k = 800 N/m

Dari percobaan II :
⇒ k = 64/0,08
⇒ k = 800 N/m

Dari percobaan III :
⇒ k = 40/0,05
⇒ k = 800 N/m

Dari ketiga percobaan tersebut ternyata dihasilkan nilai yang sama, ialah 800 N/m. Dengan demikian, konstanta pegas yang dipakai dalam percobaan itu merupakan 800 N/m.

Penyelesaian ringkas :
Untuk menghemat waktu, kita sanggup memakai data dari salah satu percobaan saja contohnya percobaan I. Adakalanya dari sedikit percobaan dihasilkan nilai yang sedikit berbeda (hal itu masuk akal dalam percobaan). Jika risikonya sedikit berbeda maka dipilih yang paling mendekati tanggapan atau yang lebih mewakili seluruh data.

Baca Juga:   Pembahasan Soal Un Kesetimbangan Benda Tegar

Soal 3 : Menentukan Konstanta Terbesar

Dari percobaan memilih elastsitas karet dengan memakai karet ban diperoleh data menyerupai tabel di bawah ini.

Percobaan Gaya (N) Pertambahan panjang (m)
I 7 3,5 x 10-2
II 8 2,5 x 10-2
III 6 2,0 x 10-2
IV 9 4,5 x 10-2
V 10 3,3 x 10-2

Berdasarkan data tersebut, sanggup disimpulkan bahwa karet ban yang terdapat nilai konstanta terbesar terdapat pada percobaan …..
A. Percobaan I
B. Percobaan II
C. Percobaan III
D. Percobaan IV
E. Percobaan V

Pembahasan :
Untuk melihat konstanta yang terbesar, maka dihitung satu-persatu sebagai berikut:
1). Percobaan I : k = 7/(0,035) = 200 N/m
2). Percobaan II : k = 8/(0,025) = 320 N/m
3). Percobaan III : k = 6/(0,02) = 300 N/m
4). Percobaan IV : k = 9/(0,045) = 200 N/m
5). Percobaan V : k = 10/(0,033) = 303 N/m

Dari hasil perhitungan di atas, sanggup dilihat bahwa yang terdapat konstanta terbesar merupakan percobaan II, ialah 320 N/m.

Penyelesaian ringkas :
Konstanta berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan pertambahan panjang. Konstanta terbesar merupakan yang gayanya termasuk paling besar namun pertambahan panjangnya termasuk paling kecil. Perhatikan data untuk pertambahan panjang. Pertambahan terkecil merupakan pada percobaan II dan III. Lalu lihat antara II dan III yang gayanya paling besar merupakan percobaan II. Jadi, konstanta terbesar ada pada percobaan II.

Jawaban : B

Soal 4 : Menentukan Batas Elastisitas Pegas

Hubungan gaya dengan pertambahan panjang pada suatu pegas terlihat menyerupai grafik di bawah ini.

 Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal elastisitas dan pegas untuk ti PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG ELASTISITAS PEGAS

Berdasarkan grafik di atas, pegas akan berubah bersifat plastis ketika pada pegas bekerja gaya sebesar ….
A. 0 hingga 2 N
B. 0 hingga 4 N
C. 2 hingga 6 N
D. 4 N hingga 8 N
E. 6 N hingga 8 N

Pembahasan :
Pada grafik perhatikan untuk gaya 2 N, 4 N, dan 6 N, pertambahan panjangnya berturut-turut merupakan 2 cm, 4 cm, dan 6 cm. Nilai tersebut mengatakan pada rentang tersebut pegas masih terdapat tetpan elastisitas yang sama (terlihat dari grafinya yang terlihat lurus). Itu artinya, untuk rentang gaya 0 – 6 N, pegas masih bersifat elastis.

Baca Juga:   Pembahasan Soal Un Fisika Wacana Taraf Intensitas Bunyi

Untuk gaya yang lebih besar dari 6 N, ternyata pertambahan panjangnya sudah tak lagi teratur menyerupai terlihat pada grafik. Hal itu mengatakan bahwa untuk rentang lebih besar dari 6 N, pegas sudah tak lagi elastis. Jadi, pegas tersebut akan bersifat plastis pada rentang 6 N – 8 N.

Jawaban : E

Soal 5 : Menentukan Grafik Percobaan Elastisitas

Grafik hubungan gaya (F) terhadap pertambahan panjang (Δx) dari percobaan elastisitas pegas di bawah ini yang terdapat konstanta elastisitas terkecil merupakan ….

 Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal elastisitas dan pegas untuk ti PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG ELASTISITAS PEGAS

Pembahasan :
Dari grafik terperinci terlihat berapa besar gaya (F) dan pertambahan panjangnya (Δx). Itu artinya, kita sanggup memilih konstanta untuk masing-masing grafik:
1). Grafik A : k = 2/(0,06) = 33,3 N/m
2). Grafik B : k = 4/(0,04) = 100 N/m
3). Grafik C : k = 6/(0,02) = 300 N/m
4). Grafik D: k = 3/(0,06) = 50 N/m
5). Grafik E : k = 6/(0,06) = 100 N/m

Dari perhitungan di atas sanggup dilihat bahwa grafik percobaan yang mengatakan elastisitas terkecil merupakan grafik A, ialah dengan konstanta elastisitas 33,3 N/m.

Penyelesaian ringkas :
Untuk memilih grafik mana yang elastisitasnya paling kecil, cari grafik yang sudut kemiringannya (sudut antara garis grafik dengan sumbu x) paling kecil. Dari kelima grafik, yang sudut kemiringannya paling kecil (garis grafiknya lebih bersahabat ke sumbu x) merupakan grafik A.

Jawaban : A

Demikianlah pembahasan sedikit soal ujian nasional bidang studi fisika perihal konstanta pegas. Jika pembahasan soal konstanta pegas dan elastisitas ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.

You may also like