Elastisitas
43
Gambar 3.4
a Pegas seri dan b pegas paralel.
Gambar 3.3
Suspensi sepeda motor dipasang paralel
3. Susunan Pegas
Pernahkah kalian melihat dalamnya tempat tidur atau springbed? Springbed ada yang tersusun
dari pegas-pegas yang disusun dengan posisi sama. Contoh lagi adalah suspensi sepeda motor, perhatikan
gambar 3.3. Bagaimana susunannya? Susunan terse- but dinamakan susunan paralel. Susunan pegas yang
lain dinamakan seri. Cermati penjelasan berikut.
a. Susunan seri
Susunan pegas secara seri dapat dilihat con- tohnya seperti pada Gambar 3.4a. Pada saat diberi
gaya maka semua pegas merasakan gaya yang sama. Konstanta pegas penggantinya memenuhi hubungan
berikut.
= +
+ + .... ................ 3.5
b. Susunan paralel
Susunan pegas secara paralel dapat dilihat con- tohnya seperti pada Gambar 3.4b. Pada saat ditarik
gaya maka pemanjangan pegas sama dan gaya yang diberikan dibagi sebanding konstantanya. Konstanta
penggantinya memenuhi persaman berikut.
k
p
= k
1
+ k
2
+ k
3
+ ..... .................... 3.6
c. Susunan campuran
Bagaimana jika beberapa pegas disusun cam- pur? Tentu kalian sudah bisa menjawabnya bahwa
pada rangkaian itu akan berlaku sifat gabungan. Dalam menganalisanya dapat ditent ukan dengan
memilih susunan yang sudah dapat dikategorikan seri atau paralelnya.
a b
Penting
Dua pegas yang dirangkai seri dapat ditentu kan konstanta nya
dengan persamaan berikut.
k
s
= Buktikan kebenarannya
k
1
k
2
k
3
F k
1
k
2
k
3
F
Fisika SMA Kelas XI
44
Gambar 3.6
k
1
k
3
k
2
M
Gambar 3.5
Susunan pegas campuran k
1
k
3
k
4
k
2
M
CONTOH 3.3
Empat buah pegas memiliki konstanta masing-masing sebesar k
1
= 100 Nm, k
2
= 200 Nm, k
3
= 300 Nm. Ke- tiga pegasnya disusun paralel dan kemudian diseri dengan
pegas lainnya sehingga susunannya seperti pada Gambar 3.5. Tentukan:
a. konstanta pegas pengganti, b. pemanjangan susunan pegas jika digantungkan beban
dengan massa 0,6 kg, c. pemanjangan pegas k
4
Penyelesaian
a. Konstanta pegas pengganti:
Pegas k
1
, k
2
dan k
3
tersusun paralel berarti peng- gantinya memenuhi:
k
p
= k
1
+ k
2
+ k
3
= 100 + 200 + 300 = 600 Nm
Pegas k
p
dan k
4
seri berarti konstanta pengganti totalnya memenuhi:
= +
= =
→ k
s
= = 200 Nm
Jadi k
tot
= k
s
= 200 Nm b. Pemanjangan pegas dapat ditentukan sebagai beri-
kut. F = m g
= 0,3 . 10 = 30 N
= = 0,015 m = 1,5 cm
c. k
4
seri dengan k
p
berarti akan mendapat gaya yang sama dengan pegas sebandingnya, F = 3 N, berarti
perpanjangannya: Δx
4
=
= = 0,01 m = 3 cm
Elastisitas
45
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.
6. Empat buah pegas disusun seperti gambar. k
1
= 60 Nm, k
2
= 30 Nm, k
3
= 40 Nm, k
4
= 60 Nm. Kemudian bagian bawahnya diberi beban
bermassa 600 gr. Tentukan: a. konstanta pegas pengganti,
b. gaya yang dirasakan k
4
dan k
1
, c. pertambaha n panjang pegas k
4
dan k
2
, d. pertam bahan panjang pegas
k
4
k
3
k
2
k
1
m
Tiga buah pegas disusun seperti pada Gambar 3.6. k
1
= 600Nm, k
2
= 400 Nm dan k
3
= 800 Nm. Sebuah beban 0,5 kg digantungkan di bagian bawahnya.
Tentukan: a.
konstanta pengganti total, b. perpanjangan pegas total,
c. gaya yang dirasakan k
1
, k
2
dan k
3
, d. perpanjangan pegas k
1
dan k
2
1. Kawat dengan luas penampang 5.10
- 4
m
2
ditarik gaya 10 N. Berapakah te gangan yang dirasakan kawat
tersebut? 2. Coba jelaskan apakah besaran-
besaran yang mempengaruhi modulus elastisitas suatu bahan?
3. Batang logam panjangnya 60 cm dan luas penampangnya 3 cm
2
. Modulus elasti sita snya sebesar 4.10
6
Nm. Tentukan:
a. regangan batang,
b. konstanta elastisitas batang k, c. p e r t a m b a h a n p a n j a n g d a n
tegangan batang saat diberi gaya 15 N
4. Sebuah pegas
yang ditarik
gaya 12
N dapat diukur panjangnya sebesar 15
cm. Kemudian saat diberi gaya 20 N ternyata panjangnya menjadi 17 cm.
a. berapakah konstanta pegasnya, b. berapakah gaya yang diberikan
jika te rukur panjang pegas menjadi 19 cm?
5. Dua pegas identik dirangkai dengan dua cara seperti pada gambar di
bawah. a. berapakah perbandingan konstant a
penggantinya?
LATIHAN 3.1
k k
k k
Fisika SMA Kelas XI
46
B. Getaran Pegas
