pembahasan selanjutnya adalah
 |
| Elastisitas Karet |
Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) bidang studi Fisika SMA dengan materi pembahasan Elastisitas Bahan yang meliputi:
- konstanta pegas,
- susunan pegas seri dan paralel,
- pertambahan panjang,
- hukum Hooke, serta
- daerah elastisitas dan daerah plastis.
Soal Elastisitas Bahan UN 2015
Jika beban 800 gram dipasang pada rangkaian tersebut maka pertambahan panjang total pegas tersebut adalah … (g = 10 m.s−2).
A. 5 cm
B. 10 cm
C. 30 cm
D. 60 cm
E. 80 cm
Pembahasan
Ketiga pegas tersebut identik sehingga:
K1 = K2 = K3 = K = 20 N/m
K1 dan K2 tersusun paralel:
Kp = K1 + K2
= 2K
Kp dan K3 tersusun seri sehingga konstanta pegas total (Kt) adalah:
Ketika pegas dipasang beban maka akan mengalami pertambahan panjang sesuai rumus:
dengan F adalah gaya berat beban dan k konstanta pegas total. Diperoleh:
Jadi, pertambahan panjang total pegas tersebut adalah 60 cm (D).
Soal Elastisitas Bahan UN 2011
Beban w yang digantung menyebabkan sistem pegas mengalami pertambahan panjang secara keseluruhan sebesar 5 cm. Berat beban w adalah ….
A. 60 N
B. 120 N
C. 300 N
D. 450 N
E. 600 N
Pembahasan
Tiga pegas pertama (atas) tersusun paralel sehingga:
kp = k + k + k
= 3k
Ketiga pegas paralel tersebut tersusun seri dengan pegas yang ada di bawahnya sehingga konstanta pegas total adalah:
Saat beban w digantungkan, pegas mengalami pertambahan panjang sebesar 5 cm.
∆x = 5 cm
= 5 ∙ 10−2 m
Dengan demikian, beban w adalah:
F = k ∆x
w = kt ∆x
= 12.000 1.200 × 5 ∙ 10−2
= 600 60
Jadi, berat beban w adalah 60 N (A).
Soal Elastisitas Bahan UN 2012
| No | Gaya (N) | Pertambahan panjang (m) |
| A. | 7 | 3,5 × 10−2 |
| B. | 8 | 2,5 × 10−2 |
| C. | 6 | 2,0 × 10−2 |
| D. | 9 | 4,5 × 10−2 |
| E. | 10 | 3,3 × 10−2 |
Pembahasan
Konstanta pegas merupakan perbandingan antara gaya yang bekerja pada pegas tersebut terhadap pertambahan panjangnya.
Berdasarkan rumus tersebut, mari kita lengkapi tabel di atas untuk menentukan nilai konstanta pegas terbesar.
| No | F | ∆x | k = F/∆x |
| A. | 7 | 3,5 × 10−2 | 200 |
| B. | 8 | 2,5 × 10−2 | 320 |
| C. | 6 | 2,0 × 10−2 | 300 |
| D. | 9 | 4,5 × 10−2 | 200 |
| E. | 10 | 3,3 × 10−2 | 303 |
Jadi, nilai konstanta terbesar adalah percobaan (B).
Soal Elastisitas Bahan UN 2010
| No. | Beban (kg) | Panjang Karet (cm) |
| 1 2 3 4 5 |
0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 |
05,0 10,0 15,0 20,0 25,0 |
Berdasarkan tabel di atas, dapat disimpulkan bahwa karet memiliki konstanta elastisitas ….
A. 122 N/m
B. 96 N/m
C. 69 N/m
D. 56 N/m
E. 40 N/m
Pembahasan
Konstanta elastisitas karet ban merupakan perbandingan antara berat beban yang digantungkan pada karet tersebut terhadap pertambahan panjang karet.
Untuk memasukkan data, bisa diambil dari percobaan mana saja. Misal kita ambil data dari percobaan 1.
Jadi, karet ban tersebut memiliki konstanta elastisitas sebesar 40 N/m (E).
Soal Elastisitas Bahan UN 2014
Berdasarkan grafik, benda akan bersifat tidak elastis (plastis) saat besar gaya yang bekerja antara ….
A. 0 sampai 9 N
B. 0 sampai 18 N
C. 0 sampai 24 N
D. 9 N sampai 18 N
E. 18 N sampai 24 N
Pembahasan
Penjelasan grafik di atas adalah sebagai berikut.
- 0 – 18 N adalah daerah elastisitas atau daerah hukum Hooke yang digambarkan dengan garis lurus (linear). Cirinya mempunyai perbandingan ΔF terhadap Δx yang sama.
- 18 N adalah batas elastisitas, artinya kurang dari 18 N masih elastis, lebih dari 18 N tidak elastis.
- 18 N – 24 N adalah daerah plastis, artinya pegas dapat mengalami pertambahan panjang tetapi tidak bisa kembali ke keadaan semula (tidak elastis).
- 24 N adalah titik patah, artinya pegas tidak akan mengalami pertambahan panjang, jika dipaksakan akan putus.
Jadi, benda akan bersifat tidak elastis (plastis) saat besar gaya yang bekerja antara 18 N – 24 N (E).
Pembahasan soal Elastisitas Bahan yang lain bisa disimak di:
Pembahasan Fisika UN 2014 No. 10
Pembahasan Fisika UN 2015 No. 9
Pembahasan Fisika UN 2016 No. 30
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 26
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 31
Pembahasan Fisika UN 2019 No. 15
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Terimakasih
Semoga Bermanfaat