Soal Latihan Elastisitas

UJI KONSEP

Catatan: tanda bintang * Menunjukkan tingkat kesulitan soal-soal yang harus diselesaikan. Bintang Tiga (***) berarti anda sudah mencapai level A.

Tegangan, Regangan, dan Modulus Young

1.        * Seutas kawat mempunyai luas penampang 4 mm². Kawat itu diregangkan oleh gaya sebesar 3,2 N sehingga bertambah panjang 0,03 cm. jika diketahui panjang kawat mula-mula 60 cm, hitunglah:

a.       Tegangan kawat

b.      Regangan kawat

c.       Modulus young

2.       * Seutas karet yang luas penampangnya 4 mm² ditarik dengan gaya sebesar 8 N. Tentukan tegangan stress yang dialami! (2.10⁶ N/m²)

3.       **Kawat alumunium yang panjangnya 1 m dan berjari-jari 0,5 mm ditekan dengan gaya sebesar 20 N. Tentukan tegangan yang dialami kawat alumunium! (2,55.10⁷ N/m²)

4.      * Seutas karet setelah diberi beban panjangnya menjadi 150 mm. jika panjang mula-mula karet, berapakah regangan kawat tersebut! (0,2)

5.       ***Berapakah diameter minimum sebuah kawat tembaga agar diberi beban 400π N tidak kehilangan sifat elastisitasnya?

6.      * Batang besi yang panjangnya 12 cm dan luas penampangnya 4 mm², ujungnya ditarik oleh sebuah gaya yang besarnya 50 N. jika batang besi bertambah panjang 1,25 mm, tentukan modulus young besi tersebut!

7.       *Sepotong kawat logam homogen dengan panjang 140 cm dan luas penampangnya 2 mm² ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N bertambah panjang 1 mm. Tentukan modulus elastisitas bahan logam tersebut!

8.      ** sebuah batang baja panjangnya 16 m dengan luas penampang 4 cm². Sa;ah satu ujung baja ditarik dengan gaya F sehingga panjang baja menjadi 16,002 m. apabila modulus young baja 8.10⁵ N/mm², berapakah besar gaya yang digunakan untuk menarik baja tersebut?

9.      ** Kawat besi yang luas penampangnya 6 mm², diregangkan dengan gaya 4,8 N sehingga bertambah panjang 0,025 cm.  Jika panjang kawat mula-mula 80 cm, hitunglah:

a.       Modulus Young besi

b.      Pertambahan panjang kawat besi apabila diregangkan dengan gaya 5,2 N

Hukum Hooke

10.    **Tentukan dimensi konstanta pegas!

11.     **Sebuah pegas mempunyai konstanta pegas 900 N/m, dibawahnya digantungkan beban 5 kg, sehingga pegas bertambah panjang sebesar 30 cm. Tentukan percepatan pertambahan panjang pegas tersebut!

12.    **Batang baja yang panjangnya 30 m dan luas penampangnya 6 mm² ditarik dengan gaya sebesar 50 N. Apabila diketahui modulus Young baja 2 x10¹⁰ N/m², maka berapakah tetapan pegas baja tersebut?

13.    ***Grafik hubungan gaya (6) terhadap pertambahan panjang pegas (Δ9) dari pegas A dan pegas Bditunjukkan seperti gambar di bawah ini. Berdasarkan grafik di atas, pernyataan yang benar adalah ....

A. Konstanta pegas A = konstanta pegas B

B. Konstanta pegas A < konstanta pegas B

C. Konstanta pegas A setengah dari konstanta pegas B

D. Konstanta pegas A dua kali konstanta pegas B

E. Konstanta pegas A empat kali konstanta pegas B

14.    ** Dari percobaan menentukan elastisitas karet dengan menggunakan karet ban diperoleh data seperti tabel berikut. Dapat disimpulkan nilai konstanta terbesar adalah percobaan ....

                                                                                       No

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

15.    ***Dua kawat terbuat dari bahan yang sama. Jari-jari kawat A dua kali B dan panjang  kawat A empat kali kawat B. Tentukan perbandingan tetapan gaya kawat A dan kawat B!

16.    **Gambar disamping menunjukkan hubungan antara gaya F dengan pertambahan panjang x. Berdasarkan grafik tersebut, Berapakah gaya yang diperlukan untuk merengkan pegas sepanjang 7,5 cm?

17.    **Sebuah pegas mempunyai konstanta pegas 1200 N/m, dibawahnya digantungkan beban 6 kg. jika pegas bergerak ke bawah dengan percepatan 10 m/s², berapakah pertambahan panjang pegas tersebut?

18.    **Sebuah pegas panjangnya L, luas penampangnya A, dan modulus elastisitasnya E, tentukan konstanta pegas k!

19.    ***Ketika massa 300 gram digantungkan pada ujung pegas, panjang pegas 40 cm. jika massa 500 gram digantungkan pada ujung pegas, panjang pegas menjadi 50 cm. tentukan konstanta pegas tersebut!

20.   **Gaya sebesar 100 N digunakan untuk menarik batang baja yang panjangnya 40 meter dan luas penampangnya 0,2 cm² ditarik dengan gaya 50 N. apabila diketahui modulus Young baja 20 x10¹⁰ N/m², berapakah tetapan pegas tersebut?

21.    *** Jika sobat punya kawat A dan kawat B sama panjang dengan perbandingan diameter 1:2, masing-masing ditarik oleh gaya sebesar F, sehingga mengalami pertambahan panjang dengan perbandingn 3:1. Pertanyaannya berapa nilai perbandingan dari modulus young kawat A dan kawat B?

Susunan Pegas

22.   * Tetapan gaya tiga buah pegas masing-masing besarnya k₁= 20 N/m, k₂= 30 N/m, k₃= 60 N/m. Tentukan tetapan pegas jika ketiganya dirangkai

a.       Seri

b.      Paralel

23.   **Empat buah pegas disusun seperti gambar disamping. Tetapan gaya pegas total adalah..

24.   **Tiga buah pegas A,B,C disusun seperti pada gambar. Konstanta gaya setiap pegas sebesar k. Tentukan konstanta penggantinya!

 

25.   **Empat buah pegas yang mempunyai konstanta gaya sama sebesar k = 200 N/m disusun seperti gambar disamping. Apabila massa beban 2 kg, hitunglah pertambahan panjang pegas tersebut!

26.   ***Perhatikan gambar disamping. Jika k₁= 50 N/m, k₂= 70 N/m, k₃= 60 N/m. Tentukan panjang pegas bila diberi beban 10 N

27.   ***Di dalam sebuah lift tergantung sebuah pegas yang konstantanya 400 N/m. Ujung bawah pegas digantungi beban yang massanya 2 kg.

a.       Hitung pertambahan panjang pegas jika lift diam

b.      Bagaimana jika lift bergerak turun dengan percepatan 4 m/s²?

c.       Bagaimana jika lift bergerak turun dengan percepatan 4 m/s²?

Energi Potensial Pegas

28.   **Tiga buah pegas disusun seperti gambar. Jika energi 2 joule meregangkan susunan pegas sejauh 5 cm maka nilai konstanta pegas (8) dalam N/m adalah ...

         k₁       k₂       k₃

A. 200 600 900

B. 600 200 800

C. 600 300 200

D. 300 600 200

E. 300 200 600

29.   **Perhatikan hasil percobaan pada beberapa pegas berikut!

Berdasarkan data tersebut, manakah  pegas yang memiliki konstanta pegas paling besar ?

30.   **Sebuah pegas sebelum ditarik dengan gaya sebesar 20 N panjangnya 30 cm. jika pegas bertambah panjang sejauh 10 cm, maka berapakah energi potensial pegas ?

31.    ***Sebuah pegas yang panjangnya 50 cm. jika diberikan gaya 200 N pegas bertambah panjnag 10 cm. kemudian pegas dipotong menjadi dua sama panjang dan keduanya disusun paralel. Berapakah besarnya energi yang diperlukan pegas agar tetap bertambah panjang 10 cm

32.   **Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm digantungkan vertikal. Kemudian ujungnya diberi beban 400 gram sehingga panjangnya bertambah 5 cm. jika beban tersebut ditarik 5 cm ke bawah. Tentukan energi potensial elastisitas pegas (g = 10 m/s²)

33.   ***Grafik hubungan antara gaya F terhadap pertambahan panjang x suatu pegas ditunjukkan pada gambar erikut. Dari grafik tentukan:

a.       Konstanta pegas k

b.      Energi potensial pegas saat pertambahan panjang 0,05 m