FISIKA 11

k x
2 1 2
EPb = k x
21
2
EPb = k x
Wb = E 2 Pb( 2) − EPb(
1)
Dengan F
W
F demikian, energi potensial yang dimiliki pegas adalah:
p = b −
= EPb( 2) − EPb(
1)
b
E
Fp Pp = 1 −
E
Fb
2 1 2
W Pb
b = k x2 − k x1
EPp = 2 −
1
EPb
2
2
E1 Pp
= − k x
Ek x 21
2
2 Pp
= − k x
1 22
1 2
Wp = 1k
x1 − k x2
W 21
2
E 2 21
2
Pb
=
p = kkxx 1 − k x2
WKeterangan: p = E2 2 P1 − E 2 P2
WEp Wb p = p = Eenergi EP b( 2) P1 − −potensial
E EPb(
1)
pegas (J)
P2
Energi
Fp = −F
potensial b yang dimiliki pegas disebut energi potensial pegas
atau Eenergi Pp = −Epotensial
Pb
elastik. Berdasarkan persamaan tersebut, besar
usaha yang dilakukan 1 pegas untuk menggeser benda dari posisi 1 ke
2
posisi E2 Ppadalah:
= − k x
2
1 2 1 2
Wp = k x1 − k x2
2 2
W = E − E
p
P1 P2
Dari persamaan tersebut, kita dapat mengambil beberapa kesimpulan
sebagai berikut.
1. Jika pegas direnggangkan atau ditarik (x 2 > x 1 ) maka usaha yang dilakukan
pegas bernilai negatif dan energi potensial pada kedudukan
akhir lebih besar daripada energi potensial pada kedudukan semula.
Ini berarti untuk menarik pegas dibutuhkan energi.
2. Jika pegas dimampatkan atau ditekan maka pertambahan panjang pegas
akhir (x 2 ) lebih besar dari pertambahan panjang pegas awal (x 1 ),
sehingga , usaha yang dilakukan juga bernilai negatif. Ini memberikan
kenyataan bahwa ketika pegas ditarik atau ditekan, usaha yang
dilakukan pagas bernilai negatif.
Supaya kalian lebih paham, perhatikan contoh soal berikut.
Contoh
1. Sebuah neraca pegas dengan konstanta
20 N/m digunakan untuk mengukur
massa sebuah batu. Neraca pegas merenggang
sepanjang 5 cm. Apabila g =
10 m/s, tentukan:
a) massa batu yang ditimbang tersebut,
b) usaha yang dilakukan pegas pada
batu.
Penyelesaian:
Diketahui:
k = 20 N/m
x = 5 cm = 0,05 m
g = 10 m/s
Ditanyakan:
a) m
b) W neraca
Jawab:
a) Gaya yang memberikan usaha pada
pegas adalah gaya berat benda.
Sehingga:
W E = W E W E
P
Usaha dan Energi 99