Makalah Fisika mengenai GAYA PEGAS

Makalah Fisika

“GAYA PEGAS”

INDRI HANDAYANI

XI IPA 3

SMA NEGERI 24 BANDUNG

JALAN A.H NASUTION NO. 27 BANDUNG

KATA PENGANTAR

            Assalamualaikum wr. Wb

            Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami berhasil menyelesaikan Makalah ini yang alhamdulillah tepat pada waktunya yang berjudul “GAYA PEGAS”

Makalah ini berisikan tentang informasi atau yang lebih khususnya membahas pegas karakteristik sertas perspektif GAYA PEGAS. Diharapkan Makalah ini dapat memberikan informasi kepada kita semua tentang GAYA PEGAS.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini.

Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin.

Bandung, 15 Desember 2012

Penyusun

BAB I PENDAHULUAN

1.1     LATAR BELAKANG

Elastisitas merupakan salah satu sifat mekanik bahan yang dapat menunjukkan kekuatan, ketahanan dan kekakuan bahan tersebut terhadap gaya yang dikenakan padanya. Pada gaya pegas terdapat  gaya yang mempengaruninya diantaeanta adalah hukum hooke.

Adanya pegas mempermudah kehidupan manusia. Maka dari itu dibuat makalah ini agar lebih spesifik lagi penjelasan tersebut.

1.2    TUJUAN

-mengetahui apa itu gaya pegas

-mengetahui hubungan hukum hooke dengan gaya pegas

-mengerahui manfaat pegas

-mngetahuihal hal yang mempengaruhi gaya pegas

BAB II ISI

Pegas dapa tditemukan pada suspensi kendaraan bermotor, yang berfungsiuntukmeredam goncangan secara perlahan-lahan sehingga sistem kembali ke keadaan semula, pegas juga dapat ditemukan pada sejumlah jembatan-jembatan. Pegas memiliki bentuk yang sederhana. Pegas hanya berupa lilitan plastik atau logam yang berbentuk spiral. Sifat pegas yang luar biasa menyebabkannya diterapkan pada berbagaiseni ilmiah dan teknologi.

Besara-besaran yang berhubungan dengan pegas adalah:

A.Elastisitas

Jika sebuah pegas ditarik maka ia akan bertambah panjang, akan tetapi jika tarikan tersebut dihilangkan maka pegas akan kembali ke bentuknya yang semula. Begitu pula jika kamu menekan sebuah pegas maka pegas tersebut akan semakin pendek, akan tetapi jika tekananya dihilangkan ia akan kembali ke wujudnya yang semula.

Sifat ini disebut dengan sifat elastis pegas. Akan tetapi jika pegas ditarik atau ditekan secara berlebihan dan jika dilepaskan panjangnya berubah maka pegas tersebut telah melampaui batas elastisitasnya.

B. Tegangan dan regangan   

Untuk bisa membuat suatu pegas dibutuhkan pengetahuan tentang sifat dari bahan pembua tpegas. Yang perlu kita ketahui adalah sifat benda tersebut jika diberikan tarikan atau dorongan. Maka untuk itu kita perlu menegtaui tegangan dan rengangan suatu benda.

Tegangan yang bekerja pada benda didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tiap satu-satuan luas penampang batang, atau :

Satuan tegangan σ sama dengan pascal (Pa) adalah N/m²

Sedangkan regangan didefinsikan sebagai perbandingan perubahan panjang benda dengan panjang mula-mula benda.

Regangan tidak memiliki satuan karena merupakan perbandingan dalam fraksi yang sama

C.Gaya Pegas

Jika pegas ditarik atau ditekan akan memperoleh hasil :

(-) Semakin besar gaya tarik dan tekan yang diberikan, semakin besar pula perubahan panjang pegas

(-)Tangan juga terasa tertarik oleh pegas jika kita menarik pegas

(-) Tangan juga terasa tertekan oleh pegas jika kita menekan pegas

Dari hasil diatas kita dapat menyimpulkan sifat-sifat pegas :

(-) Bila semakin besar perubahan panjang pegas, gaya pegas juga makin besar

(-) Arah gaya pegas selalu berlawanan dengan gaya yang diberikan

Hubungan perubaahn panjang dan gaya pegas dinyatakan dalam hukum Hooke :

……. (0.1)

Dengan :

 Tanda negatif menunjukan arah pegas selalu berlawanan dengan arah perubahan panjang pegas

Dibawah ini adalah hasil percobaan

Gaya pegas (hokum hooke)

A.Tujuan                      :

1.      Untuk mengetahui hubungan antara gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang.

2.      Untuk menentukan konstanta pegas.

B.Alat dan Bahan        :

1.      Statip.

2.      Pegas

3.      Mistar

4.      Beban denngan massa yang berbeda.

C.Langkah Kerja          :

1.      Ujung pegas dikaitkan pada statip dan panjang pegas diukur sebagai panjang mula-mula).

2.      Ujung bawah pegas dikaitkan dengan beban yang  massanya paling kecil.Kemudian panjang pegas diukur sebagai ().

3.      Pertambahan panjang pegas diukur.  (∆ -  )

4.      Beban pada pegas ditambahkan ,kemudian panjang pegas diukur sebagai .

5.      Pertambahan penjang pegas ditentukan kembali.

6.      Langkah 1-5 terus diulangi untuk massa beban yang berbeda.

D.Hasil Pengamatan   :

1.      Tabel Berat Beban Sebagai Gaya Tarik dan  hasil .

No.	Massa (m)	Berat Beban ( W= m x g )	Gaya Tarik ( F = W )
1	0,050 kg	0,050 x 9,8 = 0,490 N	0,490 N	0,207m	0,247m
2	0,100 kg	0,100 x 9,8 = 0,980 N	0,980 N	0,207m	0,312m
3	0,150 kg	0,150 x 9,8 = 1,470 N	1,470 N	0,207m	0,378m
4	0,200 kg	0,200 x 9,8 = 1,960 N	1,960 N	0,207m	0,438m
5	0,250 kg	0,250 x 9,8 = 2,450 N	2,450 N	0,207m	0,507m

2.      Tabel Untuk Grafik Antara Gaya Tarik Dengan Pertambahan Panjang Pegas.

No.	Gaya Tarik ( F )	Massa (m)	Pertambahan Panjang (∆ -  )	F/∆
1	0,490 N	0,050 kg	0,040 m	12,250
2	0,980 N	0,100 kg	0,105 m	9,333
3	1,470 N	0,150 kg	0,171 m	8,596
4	1,960 N	0,200 kg	0,231 m	8,485
5	2,450 N	0,250 kg	0,298 m	8,221

3.      Gradien garis grafik gaya tarik dengan pertambahan panjang.

  = F/∆                                  = 8,596

 = 12,250                             = 8,485

 = 9,333                               = 8,221

4.      Arah Gaya Pegas Terhadap Gaya Berat         :

Arah gaya pegas berlawanan dengan gaya berat

5.      Persamaan Gaya Tarik Pegas Dengan Pertambahan Panjang

F ~ ∆   ,     Semakin besar gaya tarik pegas ,semakin panjang  ∆-nya.

Besar gaya pemulih  sama dengan besar gaya yang diberikan ,yaitu F ,tetapi arahn yang berlawanan   = - F

 =  - k ∆      F= k ∆.

E.Simpulan      :

            Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan ,ternyata semakin besar gaya yang bekerja pada suatu pegas ,maka semakin besar pula pertambahan panjangnya.Hal ini juga dipengaruhi oleh besarnya massa benda yang mempengaruhi besarnya gaya tarik pegas.Dimana gaya tarik pegasnya berbanding lurus dengan massa benda.Besarnya konstanta pegas tergantung dari pada jenis pegas yang bekerja.

           

D.Susunan Pegas

Dalam penerapannya, terkadang kita membutuhkan lebih dari satu pegas melainkan sejumlah pegas yang disusun untuk mendapatkan sifat yang diingunkan.

(-) Susunan pegas secara pararel

Misalkan kita menyambungkan dua pegas yang tersusun pararel secara vertikal. Setelah diberi beban. Panjang kedua pegas bertambah.

Pertambahanpanjangpegas total (∆L) merupakanpenjumlahandariperubahanpanjangpegaspertama (∆L₁) dan yang kedua (∆L₂). Gaya yang bekerja pada pegas atas sama dengan yang bekerja pada pegas bewah. Gaya tersebut sama dengan gaya yang diberikan beban, yaitu

Dengan

Jika k_ef adalah pengganti dari konstanta susunan kedua pegas tersebut

Dengan demikian diperoleh

Atau

Dengan menghilangkan w pada kedua ruas, kita mendapatkan konstanta pegas pegas pengganti untuk pegas yang tersusun pararel yang memenuhi pernyataan

 _(0.10)

(-) Susunan pegas secara seri

Misalkan dua buah pegas yang tersusun seri secara vertikal. Setelah diberi beban. Panjang kedua pegas bertambah. Pertambahan panjang (∆L ) kedua pegas sama. Gaya yang dihasilkan beban terbagi kepada gaya yang dilakukan pegas pertama (F₁) dan gaya yang dilakukan pegas kedua (F₂), berdasarkan hukum hooke, diperoleh

Dengan

Jika konstanta k_ef merupakan konstanta pengganti pegas

Gaya kebawah dan total gaya ke atas haruslah sama

Atau

Jika ∆Ldihlangkan pada kedua ruas maka diperoleh konstanta pegas pengganti untuk pegas tersusun seri dalam pernyataan

_(0.11)

E.Osilasi Benda di Antara Dua Pegas

Misalkan sebuah benda diletakan diantara dua pegas. Kedua pegas masing-masing ujungnya dikaitkan pada benda dan ujung-ujung lainnya pada titik diam. Jika benda disimpangkan ke kanan sejauh  dari posisi seimbang maka

(-) Pegas yang ada di kiri benda melakukan gaya tarik kearah kiri sebesar F₁=k₁∆x

(-) Pegas yang ada di kanan benda melakukan gaya dorong kearah kiri sebesar F₂=k₂∆x

Total dari gaya yang dialami benda ke arah kiri adalah

_(0.12)

Jika k_ef adalah pengganti konstanta efektif pegas, maka akan didapat persamaan

_(0.13)

Jika melihat dari perbandingan persamaan _(0.12)dan _(0.13), maka dapat disimpulkan bahwa konstanta efektif pegas untuk susunan diatas sama dengan hasil penjumlahan dari kedua konstanta pegas

_(0.14)

F. Manfaat pegas

Sepeda Motor atau Mobil

Salah satu pemanfaatan sifat elastisitas adalah pada sepeda motor atau mobil. Gambar di bawah ini adalah pegas yang digunakan sebagai peredam kejutan pada kendaraan sepeda motor. Istilah kerennya pegas digunakan pada sistem suspensi kendaraan bermotor. Tujuan adanya pegas ini adalah untuk meredam kejutan ketika sepeda motor yang dikendarai melewati permukaan jalan yang tidak rata. Ketika sepeda motor melewati jalan berlubang, gaya berat yang bekerja pada pengendara (dan gaya berat motor) akan menekan pegas sehingga pegas mengalami mampatan. Akibat sifat elastisitas yang dimilikinya, pegas meregang kembali setelah termampatkan. Perubahan panjang pegas ini menyebabkan pengendara merasakan ayunan. Dalam kondisi ini, pengendara merasa sangat nyaman ketika sedang mengendarai sepeda motor. Pegas yang digunakan pada sepeda motor atau kendaraan lainnya telah dirancang untuk mampu menahan gaya berat sampai batas tertentu. Jika gaya berat yang menekan pegas melewati batas elastisitasnya, maka lama kelamaan sifat elastisitas pegas akan hilang

Perancang sepeda motor telah memperhitungkan beban maksimum yang dapat diatasi oleh pegas (biasanya dua orang). Pegas bukan hanya digunakan pada sistem suspensi sepeda motor tetapi juga pada kendaraan lainnya, seperti mobil, kereta api, dkk. Pada mobil, terdapat juga pegas pada setir kemudi. Untuk menghindari benturan antara pengemudi dengan gagang setir, maka pada kolom setir diberi pegas. Berdasarkan hukum I Newton (Hukum Inersia), ketika tabrakan terjadi, pengemudi (dan penumpang) cenderung untuk terus bergerak lurus. Nah, ketika pengemudi bergerak maju, kolom setir tertekan sehingga pegas memendek dan bergeser miring. Dengan demikian, benturan antara dada pengemudi dan setir dapat dihindari.
Kasur Pegas (Spring Bed)

Contoh lain adalah kasur pegas. Ketika Anda duduk atau tidur di atas kasur pegas, gaya beratmu menekan kasur. Karena mendapat tekanan, maka pegas kasur termampatkan. Akibat sifat elastisitasnya, kasur pegas meregang kembali. Pegas akan meregang dan termampat, demikian seterusnya. Akibat adanya gaya gesekan, maka suatu saat pegas berhenti bergerak. Dirimu yang berada di atas kasur merasa sangat empuk akibat regangan dan mampatan yang dialami oleh pegas kasur.
Alat Peregang Otot
seorang pria berolah raga untuk melatih otot-otot dada agar kokoh dan kekar. Alat olah raga ini memanfaatkan sifat elastisitas pegas. Pada alat ini pegas ada pada bagian belakang. Sifat elastisitas banyak dimanfaatkan untuk produk teknologi.

BAB III PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

            GAYA PEGAS merupakan doeongan ataupun tarikan yang bekerja pada pegas. Gaya pada pegasd dipengaruhi oleh konstanta. Konstanta ini akan menentukan pertambahan panjang benda. Gaya pegas yamg bekerja akan sebanding dengan massa benda. Pada penyusunan pegas terdapat 3 cara yaitu pegas disusun secara seri, parallel dan seri paralel.

Banyak sekalipenggunaan pegas pada kegidupan sehari-hari diantaranya yang biasa kita jumpai sehari-hari adalah kasur pegas. Ketika kita duduk di atas kasur pegas, gaya berat tubuh kita akan menekan kasur sehingga kasur termampatkan, namun karena elastisitas dari pegasnya, maka pegas meregang kembali. Sehingga kita merasa empuk di kasur ini karena regangan dan mampatan pegas.

3.2 SARAN

Semoga dengan selesainya makalah ini diharapkan agar para pembaca dapat lebih mengetahui dan memahami tentang GAYA PEGAS.

DAFTAR PUSTAKA

http://iamrama0.blogspot.com/

http://infobelajarmantap.blogspot.com/2011/10/gaya-pegas-dan-konstanta-pegas-hukum.html

http://fisikamarsud.wordpress.com/2012/08/08/114/

http://engineeringxxx.blogspot.com/2012/05/makalh-pegas.html