FISIKA 11

98
Gambar 3.10 Grafik hubungan
gaya dan pertambahan panjang
pada pegas
Fisika Kelas XI
Pada gambar tersebut, kemiringan grafik menyatakan konstanta
pegas. Sementara luas daerah di bawah grafik (luas daerah yang diarsir =
luas OPx) W = mgh menyatakan besar usaha yang dilakukan gaya pada pegas.
2 − mgh1
Jadi, untuk W = Ep meregangkan Ep atau memampatkan pegas sejauh x dari posisi
2 − 1
seimbang diperlukan usaha sebesar:
W = ∆Ep
1
W = F x
2
1 2
W = k x
2
Sementara itu, jika semula pegas sudah meregang atau memampat
sejauh x 1 , maka usaha yang dilakukan untuk meregangkan pegas sejauh x 2
sebesar:
1 2 1 2
Wb = k x2 − k x1
2 2
1
k x
Keterangan: 2 1 2 1 2
Wb = k x2 − k x1
Wb = usaha 21
yang 2 2 dilakukan benda pada pegas (J)
x
EPb = k x
2 1 = pertambahan 2 pegas akhir (m)
x
k
W1 =
x
2 b = pertambahan EPb( 2) − E pegas awal (m)
Pb(
1)
Fp = −1F
2
Faktor E b
Pb
= 1 k x2
pada 1 persamaan 2 tersebut tidak lain adalah energi poten-
Wb =
EPp =
2 k x2 − k x1
2−
EPb
2
sial yang Wb = EPb( 2) − EPb(
1)
1
dimiliki sebuah benda ketika menekan atau menarik pegas. Jadi,
1 2
energi FE potensial k
Pp
= F−
k x
p = x−
yang dimiliki benda adalah:
2 b
2
EPp = − 1 1E
Pb
22
1 2
WE Pp
b = k x
1 − k x2
E
2 21
2 2
Pp
= − k x
W
pb
= E
P P2 1b ( −2
) E−
E
P2
Pb(
1)
Keterangan:
F 1F
2 1
p = −1
b 2 1 22
E W WPb pb
= = energi kk xx 12
potensial −−
kk xx
12
benda (J)
E 2 E 2
Pp = 2−
2
k = konstanta Pb
pegas (N/m)
W1 p = EP1 − E
x P2
k= x pertambahan 1 2 panjang pegas (m)
2E
Pp
= − k x
Sehingga 2usaha
yang dilakukan benda pada pegas dapat dinyatakan
1 2
dengan EPpersamaan: b = 1 k x2
1 2
Wp = 2k
x1 − k x2
W E
2
E
2
b = Pb( 2) − Pb(
1)
Wp = EP1 − EP2
Fp = −Fb
Lalu, bagaimanakah usaha yang dilakukan pegas pada benda? Ketika
EPp = −EP
b
benda memberikan gaya tarik pada pegas, maka pegas akan memberikan
gaya yang 1 2
EPp =
sama
−
besar
k x
tetapi berlawanan arah. Gaya ini disebut gaya pemulih.
Sesuai dengan 2 Hukum III Newton, maka besarnya gaya pemulih sama
dengan gaya 1yang
2 menarik 1 2 benda tetapi berlawanan arah.
Wp = k x1 − k x2
Fp = −F2 b 2
W = E − E
p
P1 P2