Energi Potensial Pegas dan Prinsip Kerjanya

Saat kita menekan atau memperpanjang pegas yang diregangkan, kita mengalami gaya yang sama dengan yang kita terapkan pada arah yang berlawanan. Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa ini terjadi? Ketika pegas menyimpang dari posisi rata-ratanya, pegas cenderung mengembalikan keseimbangannya dengan mengerahkan gaya yang sama dan berlawanan dengan gaya luar. Tetapi dengan cara apa kekuatan ini dapat membantu kita? Bisakah kita memanfaatkannya dalam bentuk apa pun? Kita telah melihat penerapan gaya pegas pada pengangkut sepeda dan perangkat peluncur di mana energi yang diperoleh dengan mengganggu keseimbangan pegas digunakan sebagai energi potensial dan diubah menjadi bentuk lain. Pada bagian ini, kita akan belajar lebih banyak tentang energi yang tersimpan ini. Dalam sesi ini, mari kita belajar tentang cara kerja atau prinsip kerja pegas

Prinsip dan Cara kerja pegas

Mari kita pertimbangkan pegas yang dipasang pada dinding kaku, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Pegas dianggap ideal dan dianggap tidak bermassa. Pada gambar (a), pegas berada pada posisi kesetimbangan. Pada gambar (b), pegas diregangkan sedemikian rupa sehingga dipindahkan sebesar nilai x dari posisi kesetimbangannya dan pada gambar (c), pegas dikompresi sehingga dipindahkan oleh nilai –x dari posisi kesetimbangannya.

Pada pegas ideal, gaya pegas sebanding dengan perpindahan ujungnya (x) dari posisi kesetimbangan. Jadi, menurut Hukum Hooke ,

Fs = -kx

Dimana F s adalah gaya pegas, x adalah perpindahan dari posisi kesetimbangan, dan k adalah konstanta pegas. Konstanta pegas adalah sifat karakteristik pegas. Itu tergantung pada bahan konstruksi dan diukur dalam satuan N/m

Seperti ditunjukkan pada gambar (b) di atas, kita telah menarik pegas sehingga perpindahan resultan sebesar xm diukur. Usaha yang dilakukan pegas diberikan oleh,

Di sini usaha yang dilakukan oleh gaya tarik eksternal Fp diberikan oleh

yang positif karena mengatasi gaya pegas.

Hal yang sama diamati untuk pegas yang dikompresi oleh jarak x.

Jika kita memindahkan pegas dari perpindahan awal Xi ke perpindahan akhir Xf , usaha yang dilakukan oleh gaya pegas diberikan sebagai,

Energi potensial pegas Vx dianggap nol ketika pegas berada pada posisi kesetimbangan. Ketika diperpanjang ke perpindahan X, ujungnya diam; maka energi kinetik yg dimilikinya adalah sama dengan nol. Dengan demikian, energi potensial sama dengan total kerja eksternal yang dilakukan pada sistem.

Oleh Karena itu,

Pertanyaan yang Sering Diajukan – FAQ

Apa rumus mencari energi potensial?

W = m×g×h = mgh
Dimana,
m adalah massa dalam kilogram
g adalah percepatan gravitasi
h adalah tinggi dalam meter

Hukum Negara Hooke

Hukum Hooke menyatakan bahwa regangan material sebanding dengan tegangan yang diberikan dalam batas elastis material tersebut.

Nyatakan benar atau salah: energi potensial sama dengan total kerja eksternal yang dilakukan pada sistem.

BENAR.

Tentukan konstanta pegas.

Konstanta pegas adalah sifat karakteristik pegas. Itu tergantung pada bahan konstruksi dan diukur dalam satuan N/m

Referensi

Byjus. 2019. Potential energy of a spring. https://byjus.com/physics/potential-energy-spring/. Diakses pada tanggal 22 januari 2023.

Sitasi Artikel

Thinks Physics. 2023. Energi Potensial Pegas dan Prinsip Kerjanya. Halaman website (copy link). Diakses pada tanggal (tanggal akses anda)