Bila suatu benda dikenai sebuah gaya dan kemudian gaya tersebut dihilangkan, maka benda akan kembali ke bentuk semula, berarti benda itu adalah benda elastis. Namun pada umumnya benda bila dikenai gaya tidak dapat kembali ke bentuk semula walaupun gaya yang bekerja sudah hilang. Benda seperti ini disebut benda elastis. Contoh benda elastis adalah karet ataupun pegas. Pegas merupakan gulungan lingkaran kawat, yang digulung sedemikian rupa agar memiliki kelenturan. Pegas ini biasanya terbuat dari besi, tembaga dan lainnya. Kelenturannya juga disebut dengan elastisitas pegas.
Jika pegas dikaitkan dengan sebuah beban yang memiliki massa kemudian pegas digantung atau ditarik, pegas akan mengalami perpanjangan. Perpanjangannya ini sebanding dengan gaya yang bekerja pada pegas. Pada saat pegas ditarik atau ditekan (pada pegas bekerja gaya F) pegas bertambah panjang atau mungkin bertambah pendek. Pegas tersebut juga memberikan gaya perlawanan terhadap gaya yang bekerja pada pegas yang dinamakan gaya lenting pulih (Fp). Besarnya gaya lenting pulih sama dengan gaya penyebabnya tetapi arahnya berlawanan dengan gaya penyebabnya. Sehingga hukum hooke juga disebut sebagai keelastisan suatu benda. Bila pegas ditarik melebihi batasan tertentu maka benda itu tidak akan elastis lagi.
Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya. Pernyataan ini dikemukakan oleh Robert Hooke, oleh karena itu, pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum Hooke. Untuk menyelidiki berlakunya hukum hooke, dapat dilakukan percobaan pada pegas. Selisih panjang pegas ketika diberi gaya tarik dengan panjang awalnya disebut pertambahan panjang (l).

Elastisitas suatu benda itu hanya dialami oleh benda yang tidak terbuat dari plastik. Sifat elastisitas bagi suatu benda sangat penting. Suatu benda masih dapat dikatakan elastis jika saat gaya yang bekerja pada benda tersebut ditiadakan dan benda kembali pada keadaan semula. Sifat elastis suatu benda memiliki batas. Jika suatu pegas ditekan atau ditarik maka pegas itu akan memberikan gaya yang berlawanan dengan arah gaya tekan. Setelah menyelidiki sifat elastisitas bahan, maka akan diukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan. Dalam hal ini, gaya yang diberikan sama dengan berat benda = massa × percepatan gravitasi bumi. Dari pengertian ini, dapat diturunkan rumus hubungan antara massa benda, konstanta pegas, dan periode osilasi, yaitu :

Dengan :

Nilai k untuk tiap bahan berbeda-beda dan merupakan ciri khusus dari tiap bahan. Apabila suatu pegas ditarik gaya sebesar F maka pegas tersebut akan bertambah besar sepanjang x. Namun pada keadaan tertentu dimana gaya yang diberikan melebihi batas kemampuan dari pegas maka pegas tidak dapat bertambah panjang lagi. Artinya hukum hooke tidak berlaku lagi dalam keadaan seperti ini pegas dikatakan sudah rusak.
Apabila gaya yang dikenakan pada pegas dihilangkan, maka pegas akan bergerak secara berosilasi menuju titik keseimbangan (keadaan awal). Besarnya gaya yang diperlukan untuk kembali ke titik keseimbangan ini dinamakan sebagai gaya pemulih. Berdasarkan hukum III Newton maka besarnya gaya pemulih sama dengan gaya yang diberikan untuk menarik pegas (hanya tandanya berlawanan) tanda (-) menunjukan bahwa gaya pemulih berlawanan dengan gaya penyebabnya.
Sensor magnet yang berada pada smartphone dapat kita gunakan dalam menentukan koefisien pegas, hal ini dengan memodifikasi eksperimen pegas dengan menggunakan magnet yang disimpan pada pegas. Adapun set alat eksperimen dapat dilihat pada gambar … .

Gambar … set alat eksperimen pegas menggunakan smartphone
Gaya yang bekerja pada benda yang digantungkan pada pegas adalah 𝐹 = −𝑘𝑦. Dari Hukum II Newton, diperoleh persamaan:

Penyelesaian persamaan (..) merupakan fungsi sinusoidal dimana
y(t) = A sin (𝜔𝑡 + 𝜃)
Sensor magnetometer pada smartphone dapat merekam data perubahan besarnya medan magnet (B) terhadap waktu (t) dari gerakan osilasi beban yang digantungkan pada ujung pegas. Grafik gerakan osilasi berulang yang terjadi, dapat digunakan oleh peserta didik untuk menganalisis pengertian GHS. Pada GHS, pegas melakukan getaran penuh yang disebut satu panjang gelombang (λ). Jika pegas ditarik sejauh 2 cm ke arah bawah mendekati sensor magnetometer, nilai medan magnetnya paling besar. Ketika pegas dilepaskan, magnet pada ujung pegas bergerak menjauhi sensor magnetometer, sehingga medan magnet mengecil seiring dengan menjauhnya magnet pada ujung pegas terhadap sensor magnetometer. Perioda pada peristiwa osilasi merupakan waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran penuh. Perioda dari sama dengan interval waktu antara dua puncak (atau lembah) berurutan .
Not a member yet? Register now
Are you a member? Login now