Fisika 2

SKENARIO PRESENTASI FISIKA Judul Materi Presentasi : Pegas Tanggal presentasi : 13 November 2007

Tujuan bahan yang dipresentasikan

:

♦ Menjelaskan Hukum Hooke atas perilaku pegas. ♦ Menjelaskan osilasi akibat gaya pegas. ♦ Memperlihatkan aplikasi gaya pegas di kehidupan sehari – hari .

Landasan Teori Materi yang dipresentasikan : ♣ Elastisitas Pegas dapat melampaui batas elastisitasnya jika pegas tersebut ditarik dengan sangat kuat sehingga panjang akhir pegas menjadi lebih besar daripada panjangnya semula. Begitu pula kalau pegas ditekan dengan kuat, bisa jadi panjang akhir pegas menjadi lebih kecil daripada panjangnya semula

♣ Gaya Pegas ☺ Gaya pegas makin besar bila pertambahan panjang pegas makin besar. ☺ Arah gaya pegas berlawanan dengan arah gaya yang diberikan. ☺ Hukum Hooke berbunyi “ Gaya pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas dan berlawanan arah dengan gaya yang diberikan.

F = - k ∆x dengan : F

= gaya yang dilakukan pegas ( N )

∆x

= perubahan panjang pegas ( m )

k

= konstanta pegas ( N / m )

♣ Pegas yang digantung beban Ada sebuah pegas yang memiliki panjang L0 yang digantung secara vertikal di mana ujungnya digantung sebuah beban bermassa m. Akibatnya, pegas mengalami perubahan panjang ∆L. Perubahan panjang pegas dapat ditentukan dari syarat : Besar gaya pegas sama dengan besar gaya gravitasi. Berarti , k ∆L = m g

atau

∆L =

mg k

dengan pertambahan panjang ini maka panjang pegas menjadi L0 + ∆L. Jika beban diam, maka posisinyamerupakan posisi setimbang.Posisi setimbang ini adalah posisi setimbang baru. Posisi setimbang adalah posisi saat panjang pegas sama dengan L0 + ∆L. Jika benda sedikit disimpangkan dan dibiarkan berosilasi, maka benda akan berosilasi di sekitar posisi setimbang baru tersebut.

Langkah – langkah penyajian / presentasi / alur jalan cerita : Terdapat sebuah Kerajaan Pegas di Negeri di Negeri SMAN – 2 Pahandut. Kerajaan ini dipimpin oleh seorang raja dan 4 ratu kecilnya. Suatu pagi di istana . . . Raja Elas

: Ratu-ratu kecilku . . kita baru saja mendapat perintah dari Dewa Mosepa

untuk menjalankan sebuah misi Ratu Nae’

: Raja . . apa misi kita itu ? Nae’ kan ga tau?

Ratu Asya

: Iya Raja apa misi kita itu?

Ratu Opa

: Aduuh . . Nae’ . . Asya . . . misi kita itu . .hmm apa ya ???

Ratu Sila

: Udah . . udah . . misi kita itu adalah memberikan pendidikan kepada rakyat

Ratu Nae’

: Berarti rakyat kita bolot donk . .

Ratu Opa

: Kasian . .donk

Raja Elas

:Makanya . .kita harus mengajar mereka. Ayo . . ratu kita ke aula istana karena mereka telah dikumpulkan di sana oleh patih

Mereka pun menuju aula istana . . Raja Elas

: Selamat siang wahai rakyatku . . aku rajamu dan empat ratu kecilku ini akan mengajarkan segala sesuatu yang berhubungan dengan pegas dan elastisitas . .Baiklah pertama-tama saya akan …(materi yang dijelaskan oleh Pasca Riandy)

Ratu Nae’

: Raja . . . tadi kan udah ngasih penjelasan. Nah . . .gimana kalo sekarang Ratu Nae’ melanjutkannya ke pelajaran berikutnya tentang osilasi pada bidang datar.

Ratu Opa

: Hah . . emang Ratu Nae’ bisa gitu ???

Ratu Asya

: Emangnya Nae’ apaan coba . .??

Ratu Nae’

: Iya. Dengerin dulu baru komentar ! ! Nah para rakyatku . . . ( dilanjutkan dengan materi yang dijelaskan oleh Agtri Wulandari )

Ratu Opa

: Eh . . tadi khan Ratu Nae’ udah ngasih penjelasan. Gimana kalo sekarang ratu Opa ngasih satu contoh soal supaya para rakyat kita tambah ngerti.

Tiga ratu kecil : Boleh dech . . . Ratu Opa

: Nah rakyatku di sini ada contoh soal dari penjelasan Ratu Nae’ mengenai osilasi pada bidang datar . . .( dilanjutkan dengan contoh soal yang dijelaskan oleh Monica Christin )

Ratu Asya Ratu Sila

: Ratu Opa . . udah blom ??? klo udah . . : Yang jelas sekarang Ratu Sila yang ngejelasin yang berikutnya. Nah rakyatku . . sekarang kita masuk ke distrik peyadibe atau pegas yang digantung beban . . . ( dilanjutkan dengan materi yang dijelaskan oleh Harizka Amalia )

Ratu Asya

: Raja . . .sekarang Ratu Asya mau ngasih contoh soal tentang pegas yang digantung beban, boleh khan ?

Raja Elas

: Boleh tentunya. .

Ratu Asya

: Para rakyatku . . tadi ratu Sila udah memberikan penjelasan tentang distrik yang kami berdua pimpin. Nah gimana kalo sekarang saya, Ratu Asya, memberikan sebuah contoh tentang distrik kami ini . . .( dilanjutkan dengan contoh soal yang dijelaskan oleh Debora Pandiangan )

Raja Elas

: Ratu,kita sudah selesai menjalankan misi kita tapi rasanya ada seseorang yang akan datang

Rakyat

: Raja . .tadi Dewa Mosepa datang dan memberikan sebuah surat ini untuk diberikan kepada raja.

Raja pun memulai membaca isi surat itu di hadapan para rakyat kerajaan pegas. Ternyata isi surat itu adalah perintah untuk melakukan sebuah pengujian terhadap para rakyat pegas yang telah menerima banyak pengetahuan mengenai kerajaan pegas atau yang biasa disebut dengan UJI – RAK ( Ujian Rakyat ). Dan para rakyat pun dengan serius mengikuti uji – rak tersebut.

SOAL – SOAL EVALUASI 1. Apakah yang dimaksud dengan elastisitas ? 2. Hitunglah konstanta pegas sebuah per yang direntangkan seorang atlet dengan gaya sebesar 45 N, sehingga per tersebut mengalami pertambahan panjang menjadi 5 cm ! 3. Pegas mula – mula panjangnya 50 cm, setelah digantung beban 1,5 kg bertambah panjang 55 cm. Lalu ditarik sejauh 2 cm ke bawah. ( g = 9,8 m/s2). Hitunglah : a. Simpangan pegas ( y ) b. Amplitudo pegas ( A ) c. konstanta pegas d. Energi potensial e. Energi kinetik f. Energi total g. L maks dan L min 4. Jika diketahui sebuah pegas memiliki konstanta 100 N/m dan φ0 = 2 rad dan ditambahkan sebuah benda bermassa 3 kg dan disimpangkan sejauh 0,2 m maka hitunglah : a. frekuensi osilasi b. simpangan benda c. percepatan osilasi

JAWABAN SOAL – SOAL EVALUASI 1. Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan ( dibebaskan ). 2. F tarik = 45 N

∆ x = 5 cm = 0,05 m F pegas = - F tarik = - 45 N

F pegas = - k ∆ x atau F pegas = -

F pegas ∆x

maka k=

( − 45) F pegas == 900 N / m. 0,05 ∆x

3. a. y = L t – L o = ( 55 – 50 ) cm = 5 cm = 5 x 10-2 m b. A= ( 5 + 2 ) cm = 7 cm = 7 x 10-2 m c. k

=

m.g 1,5 x 9,8 = = 294 N / m y 0,05

d. E potensial

=

1 ky2 2

=

1 ( 294 ) ( 0,05 )2 2

= 0,3675 J e. E kinetik

=

1 k A2 2

=

1 ( 294 ) ( 0,07 )2 2

= 0,7203 J f. Energi total = E m – E p = ( 0,7203 – 0,3675 ) J = 0,3348 J 4. Dik : k = 100 N / m m = 3 kg φ0 = 2 rad t =0 Dit : a. ω = … ? b. x = …? c. a = . . .? Jawab : a. ω =

k = m

100 = 3

33,3 = 5,77 rad / s

b. x = A cos ( ωt + φ0 ) = 0,2 cos ( 5,77 . 0 + 2 ) = 0,2 cos ( 2 ) = 0,2 cos 2 ↔ atau 0,2 cos ( 5,77 t + 2 ) c. a = -

k .x m

=-

100 . 0,2 cos 2 3

= - 6,66 cos 2 m / s 2 atau - 6,66 cos ( 5,77 t + 2 ) m / s 2 =a0= =

kA m 100 x 0,2 3

= 6,66 m / s 2 a = - 6,66 cos ( 5,77 t ) m / s 2