Suatu benda yang dikenai gaya akan mengalami perubahan bentuk (volume dan ukuran). Misalnya suatu pegas akan bertambah panjang dari ukuran semula, apabila dikenai gaya sampai batas tertentu.
Perhatikan Gambar 3.3 berikut!
Pemberian gaya sebesar F akan mengakibatkan pegas bertambah panjang sebesar ^X . Besar gaya F berbanding lurus dengan ^X . Secara matematis dirumuskan dengan persamaan berikut. F = k x ^X Keterangan: F : gaya yang dikerjakan pada pegas (N) ^X : penambahan panjang pegas (m) k : konstanta pegas (N/m)
Persamaan di atas dapat dinyatakan dengan kata-kata sebagai berikut. “Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastisitas pegas, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.
Pernyataan tersebut dikemukakan pertama kali oleh Robert Hooke, seorang arsitek yang ditugaskan untuk membangun kembali gedung-gedung di London yang mengalami kebakaran pada tahun 1666. Oleh karena itu, pernyataan di atas dikenal sebagai hukum Hooke. Sifat pegas seperti yang dinyatakan oleh hukum Hooke tidak terbatas pada pegas yang diregangkan.
Pada pegas yang dimampatkan juga berlaku Hukum Hooke, selama pegas masih pada daerah elastisitas. Sifat pegas seperti itu banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada neraca pegas, bagian-bagian tertentu mesin, dan peredam kejut pada kendaraan bermotor.
Jika kawat terus ditarik hingga melampaui batas elastisitas A, maka kawat akan memasuki daerah plastik (daerah AC). Pada daerah ini pertambahan panjang tidak lagi berbanding lurus dengan gaya tarik, yang berarti hukum Hooke tidak berlaku. Jika gaya tarik dihilangkan, maka kawat tidak kembali ke bentuk semula.
Gaya maksimum yang dapat diberikan pada kawat tanpa mematahkannya terjadi di titik B atau disebut titik tekuk. Saat mencapai titik C, bahan akan patah atau putus. Oleh karena itu, titik C disebut titik patah (breaking point).
1. Energi Potensial Elastisitas
Apakah Anda punya ketapel? Cobalah tarik ketapel Anda dan rasakan adanya tenaga tarikan yang melawan gaya tarikan tangan Anda. Jika gaya tarikan tangan dilepas, maka ketapel akan melemparkan benda yang ditaruh di dalam sarungnya.
Tenaga apa yang sebenarnya dimiliki ketapel? Untuk mengetahuinya pelajarilah bahasan berikut dengan saksama. Di SMP Anda telah mempelajari bahwa usaha dapat dihitung sebagai luas daerah di bawah grafik gaya F dan perpindahan s. Menggunakan cara yang sama, usaha yang dilakukan untuk menarik pegas juga dapat dihitung sebagai luas daerah di bawah grafik gaya F dan pertambahan panjang pegas ^X .
2. Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada Sistem Pegas
Apabila pegas tidak ditarik ataupun ditekan, besar energi potensial elastisitasnya nol Ep = 0. Hal ini dikarenakan pegas tidak mengalami perubahan panjang ( s)
