Tiga buah pegas disusun seperti gambar di samping. Besar konstanta gaya pegas berturut-turut 36 N/m, 18 N/m, dan 9 N/m. Jika pada ujung pegas digantungkan b e b a n 900 gram (g= 10 m/s^2), hitung energi potensial susunan pegas tersebut!

<p>Jawaban yang benar adalah 5,25 J.</p><p>&nbsp;</p><p>Diketahui:</p><p>k1 = 36 N/m</p><p>k2 = 18 N/m</p><p>k3 = 9 N/m</p><p>m = 900 g = 0,9 kg</p><p>g = 10 m/s^2</p><p>&nbsp;</p><p>Ditanya:</p><p>EP = ..?</p><p>&nbsp;</p><p>Jawab:</p><p>Konsep yang kita gunakan adalah hukum Hooke pada pegas. Rangkaian pegas dibagi menjadi dua sebagai berikut.</p><p>&nbsp;</p><p>(a). Seri, tidak ada percabangan sehingga konstanta penggantinya adalah:</p><p>1/ks = 1/k1 + 1/k2 + ...</p><p>&nbsp;</p><p>(b). Paralel, terdapat percabangan sehingga konstanta penggantinya adalah:</p><p>kp = k1 + k2 + ....</p><p>&nbsp;</p><p>Dan hukum Hooke pada sebuah pegas dihubungkan oleh:</p><p>F = k . ∆x,</p><p>&nbsp;</p><p>dengan:</p><p>F = gaya pegas (N)</p><p>k = konstanta pegas (N/m)</p><p>∆x = pertambahan panjang pegas (m).</p><p>&nbsp;</p><p>Langkah pertama sederhanakan rangkaian pegas di atas menjadi:</p><p>kp = k1 + k2</p><p>kp = 36 + 18</p><p>kp = 54 N/m.</p><p>&nbsp;</p><p>1/ks = 1/kp + 1/k3</p><p>1/ks = 1/54 + 1/9</p><p>ks = 54/7 N/m.</p><p>&nbsp;</p><p>Maka, untuk menggantungkan beban 0,9 kg, pertambahan panjang pegas adalah:</p><p>F = k . ∆x</p><p>w = k . ∆x</p><p>m . g = k . ∆x</p><p>∆x = (0,9 . 10) / (54/7)</p><p>∆x = 7/6 meter.</p><p>&nbsp;</p><p>Sehingga, energi potensial pegas adalah:</p><p>EP pegas = 1/2 x k x ∆x²</p><p>EP pegas = 1/2 x (54/7) x (7/6)²</p><p>EP pegas = 21/4</p><p>EP pegas = 5,25 J.</p><p>&nbsp;</p><p>Jadi, energi potensial susunan pegas tersebut adalah 5,25 J.</p>