Sebelum kita memulai, mari kita pahami terlebih dahulu apa itu modulus elastisitas. Modulus elastisitas (E) adalah besaran yang menggambarkan tingkat elastisitas suatu bahan ketika dikenai gaya. Modulus elastisitas berperan dalam menentukan sejauh mana bahan akan berdeformasi ketika dikenai gaya, dan ini adalah hal yang penting dalam banyak aplikasi teknik dan fisika.
Untuk menentukan modulus elastisitas pegas dalam soal ini, kita menggunakan rumus modulus elastisitas hukum Hooke yang diadaptasi yaitu:
E = (ΔF / A) / (ΔL / L)
dimana:
- E adalah modulus elastisitas
- ΔF adalah perubahan gaya (dalam N)
- A adalah luas penampang pegas (dalam m²)
- ΔL adalah perubahan panjang pegas (dalam m)
- L adalah panjang awal pegas (dalam m)
Soal memberikan kita nilai-nilai berikut:
- Panjang awal pegas (L) = 25cm = 0.25m
- Pertambahan panjang (ΔL) = 5cm = 0.05m
- Massa balok (m) = 20g = 0.02kg
- Luas penampang pegas (A) = 100cm² = 0.01m²
Jika balok digantungkan pada pegas, maka ada gaya berat yang bekerja pada pegas. Gaya berat (F) dihitung dengan formula F = m * g, dimana g adalah percepatan gravitasi (secara umum di Bumi, g = 9.8 m/s²). Jadi, F = 0.02kg * 9.8 m/s² = 0.196N adalah gaya berat yang bekerja pada pegas dan juga merupakan perubahan gaya (ΔF) karena sebelum balok digantungkan, beban pada pegas adalah nol.
Substitusi nilai-nilai ini ke dalam rumus modulus elastisitas:
E = (0.196N / 0.01m²) / (0.05m / 0.25m)
E = 1.96 x 10^4 N/m²
Jadi, modulus elastisitas dari pegas tersebut adalah 1.96 x 10^4 N/m².
Harap dicatat bahwa nilai ini bisa berbeda-beda tergantung pada sifat bahan pegas dan kondisi awal pegas, sehingga penting untuk selalu mengukur dan mencatat semua parameter yang diperlukan dengan tepat sebelum memulai perhitungan.
