Fisika Komputasi: Dinamika Satu Dimensi: Objek pada Pegas

Dinamika Satu Dimensi: Objek pada Pegas

Dalam praktikum kali ini, dapat diketahui gambar yang dihasilkan adalah berbentuk gelombang sinusoida yang bertumpuk. Dari percobaan tersebut jika nilai h, t,cd diubah, maka gambar atau gelombang yang dihasilkan pun akan berbeda. Hukum Hooke Suatu sistem dikatakan memenuhi hukum Hooke apabila gaya pemulih sebanding dengan besar simpangan atau distorsi F= -kx. Tanda negatif menunjukan gaya pemulih arahnya selalu berlawanan dengan simpangan Disini k adalah tetapan pegas (N/m) atau lb/ft , k disini menggambarkan kakunya sebuah pegas dan x merupakan panjang simpangan (m). Dengan catatan : bila pegas ditekan maka x negatif.

Di fisika, gaya adalah aksi atau agen yang menyebabkan benda bermassa bergerak dipercepat. Hal ini mungkin dialami sebagai angkatan, dorongan atau tarikan. Percepatan benda sebanding dengan penjumlahan vektor seluruh gaya yang beraksi padanya (dikenal sebagai gaya netto atau gaya resultan). Gaya netto secara matematis sama dengan laju perubahan momentum benda dimana gaya beraksi. Karena momentum adalah kuantitas vektor (memiliki besar dan arah), gaya adalah juga kuantitas vektor.

%Pegas massa - program penyelesaian gerak pegas-massa

%dv/dt=a(r,v); dr/dt=v(t) dg met.Euler

clear; help objpegas;

x=input('masukkan posisi awal x0 -- ');

v=input('masukkan kecepatan awal v0 -- ');

m=input('massa benda m (kg)-- ');

dt=input('masukkan step time h=dt -- ');

cd=input('konstanta redaman udara cd -- ');

k=input('masukkan konstanta pegas k -- ');

t=0;

tf=input('t akhir (detik) tf -- ');

h=dt;

maxstep=300;

for istep=1:maxstep

tplot(istep)=t;

yplot(istep)=v;

xplot(istep)=x;

accel=-(k/m)*x - (cd/m)*v;

v=v+accel*h;

x=x+h*v;

t=t+h;

if (t >= tf)

break;

end

end

disp('kecepatan akhir objek pegas(m/s): ')

disp(v)

disp('posisi akhir objek pegas(m/s): ')

disp(x)

%grafik osilasi pegas;

tplot(istep+1)=t;

yplot(istep+1)=v;

xplot(istep+1)=x;

xtanah=[0 tplot(istep)];

ytanah=[0 0];

plot(tplot, xplot,'r',tplot,yplot,'+',xtanah,ytanah,'-');

legend('x(t)','v(t)');

xlabel('waktu, t');

ylabel('kecepatan, (m/s)');

title('sistem pegas - massa')

Gaya-gaya dalam pegas dimodelkan oleh hukum Hooke adalah juga hasil gaya elektromagnetik dan prinsip perkecualian Pauli yang beraksi bersama-sama untuk mengembalikan objek ke posisi keseimbangan. Gaya sentrifugal adalah gaya percepatan yang muncul secara sederhana dari percepatan rotasi kerangka acuan.

Hukum Hooke pada Pegas, Hukum ini dicetuskan oleh paman Robert Hooke (1635-1703). k adalah konstanta dan x adalah simpangan. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah berlawanan dengan simpangan x. Ketika kita menarik pegas ke kanan maka x bernilai positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah dengan simpangan x). Sebaliknya jika pegas ditekan, x berarah ke kiri (negatif), sedangkan gaya F bekerja ke kanan. Jadi gaya F selalu bekeja berlawanan arah dengan arah simpangan x. k adalah konstanta pegas. Konstanta pegas berkaitan dengan elastisitas sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Sebaliknya semakin elastis sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas. Untuk meregangkan pegas sejauh x, kita akan memberikan gaya luar pada pegas, yang besarnya sama dengan F = +kx. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa x sebanding dengan gaya yang diberikan pada benda. Hukum Hooke untuk benda non Pegas, Hukum hooke ternyata berlaku juga untuk semua benda padat, dari besi sampai tulang tetapi hanya sampai pada batas-batas tertentu 

Untuk mendapatkan laopran lengkapnya silahkan mengikuti tautan berikut untuk: Download Dinamika Satu Dimensi: Objek pada Pegas.