Sebuah sepeda motor menggunakan dua shock breaker depan dan dua shock breaker belakang. Setiap shock breaker memiliki konstanta pegas sama yaitu sebesar 2.500 N/m. Ucok yang massanya 50 kg (g = 10 m/s²) duduk di atas sepeda motor itu dan berada pada titik keseimbangan dari keempat shock breaker. Tentukan perubahan panjang setiap shock breaker!

g = 10 m/s²

m = 50 kg

Jumlah keseluruhan shocbreaker adalah empat (masing-masing ada dua di depan dan belakang),maka:

k = 4 x 2.500 

k = 10.000 N/m

Dijawab:

F = m . g

F = 500 N

F = k . Δx

Δx = F/k

Δx = 500/10.000

Jadi, perubahan panjang (regangan) pada setiap shock breaker adalah 0,05 m

Seorang siswa dengan massa 55 kg duduk pada jok sepeda motor. Akhirnya, kedua shockbreaker motor memendek sejauh 4 cm dari kedudukan semula. Tentukan konstanta setiap shockbreaker tersebut !

m = 55 kg

Δx = 4 cm => 0,04 m

g = 10 m/s²

Rumus mencari konstanta jika diketahui massa (m).

F = k . Δx

F = ω = m . g = 55 . 10 = 550 N

F = k . Δx

550 = k . 0,04

k = 550/0,04

k = 13.750

Jadi, konstanta setiap shockbreaker tersebut adalah  6.875 N/m

5. Suatu logam memiliki modulus Young 4 x 10^6 Nm², luas penampang 20 cm², dan panjangnya 5 m. Berapakah konstanta gaya logam tersebut adalah...

E = 4x10⁶ N/m²

A = 20 cm² = 20x10⁻⁴ m²

lo = 5 m

Ditanya: berapa konstanta gaya logam (k) ?

E = F. lo/ A. Δl

4x10⁶ = F . 5/20x10⁻⁴ Δl

4x10⁶ . 20x10⁻⁴ . Δl = 5F

F = 1600 Δl

F = k Δl

2400 Δl = k Δl

Jadi, konstanta gaya logam pada soal diatas adalah 1600 N/m

Dua buah kawat dari bahan yang sama memiliki perbandingan luas penampang 1 : 2 dan perbandingan panjang 2 : 3. Tentukan perbandingan konstanta gaya kedua kawat ini!

PEMBAHASAN

Diketahui:
A1 : A2 = 1 : 2
L1 : L2 = 2 : 3
Ditanya: perbandingan konstanta gaya kedua kawat tersebut k1 : k2 ?
Dijawab:

Soal diatas bisa dikerjakan dengan persamaan berikut.

(modulus elastis kawat 1) = (modulus elastis kawat 2)

(F1/A1)/(ΔL1/L1) = (F2/A2)/(ΔL2/L2)
(F1/1)/(ΔL1/2) = (F2/2)/(ΔL2/3)
F1 . 2/ΔL1 = 3F2/2 ΔL2
2 . (F1/ΔL1) = 3/2 . (F2/ΔL2)
(F1/ΔL1) : (F2/ΔL2) = (3/2)/2
k1 : k2 = 3/2 . 1/2
k1 : k2 = 3 : 4
Jadi, perbandingan konstanta gaya kedua kawat tersebut sebesar 3 : 4