Rumus Susunan Pegas Seri dan Paralel

tugassains.com – Pegas merupakan benda elastis yang dapat menyimpan energi mekanis, yang mana pegas terbuat dari logam yang lentur seperti besi dan baja.

Pegas biasa diterapkan sebagai peredam guncangan pada kendaraan seperti motor dan mobil yang mana biasa disebut dengan “per”. 

Pada pegas terdapat nilai Konstanta Pegas yaitu nilai perbandingan antara gaya dan perubahan panjang pegas yang memiliki satuan Newton per Meter (N/m).

Dan pada artikel ini kita akan belajar mengenai Rumus Pengganti Pegas pada Susunan Pegas Seri dan Susunan Pegas Paralel yang disertai dengan Contoh Soal Pembahasan.

Rumus Susunan Pegas Seri dan Paralel

Rumus Susunan Pegas Seri

Untuk mencari besar jumlah konstanta pegas yang dirangkai secara seri kita dapat menggunakan rumus berikut:

Rumus Konstanta Pegas Seri

Keterangan:
k_s = Jumlah konstanta pegas seri
k₁ = konstanta pegas 1
k₂ = konstanta pegas 2
k.. = konstanta pegas ke …

Mengapa pada susunan pegas seri besar konstanta pegas semakin mengecil? 

Hal tersebut karena pegas yang tersusun secara seri mengakibatkan gaya yang diterima oleh semua pegas sama besarnya. Sehingga besar pegas yang tidak terbagi menyebabkan konstanta pegas pengganti pada susunan seri bernilai lebih kecil.

Rumus Susunan Pegas Paralel

Pada pegas yang dirangkai secara paralel atau secara sejajar berdampingan dapat kita hitung besar jumlah konstanta pegas dengan menggunakan rumus berikut:

Rumus Konstanta Pegas Paralel

Keterangan:
k_p = Jumlah konstanta pegas paralel
k₁ = konstanta pegas 1
k₂ = konstanta pegas 2
k.. = konstanta pegas ke …

Ketika pegas yang disusun secara paralel atau sejajar maka besar jumlah konstanta pegas penggati pada susunan paralel memiliki nilai konstanta pegas yang besar. Hal tersebut karena gaya yang diterima oleh pegas terbagi-bagi oleh pegas lain yang sejajar.

Untuk lebih jauh memahami mengenai pegas kita dapat melatih diri dengan contoh soal yang disertai dengan pembahasan berikut.

Baca juga: Rumus Susunan Pegas Campuran dan Contoh Soal

Contoh Soal Susunan Pegas Seri

1. Hitunglah besar total konstanta pegas yang disusun secara seri berikut?

Contoh Soal Susunan Pegas Seri

Jawab:
diketahui:
k₁ = 45 N/m
k₂ = 45 N/m
k₃ = 90 N/m

ditanya: Besar pegas keseluruhan pada susunan seri pegas (k_s)?

Penyelesaian: Besar Konstanta pegas keseluruhan pada susunan seri pegas tersebut dapat kita hitung menggunakan Rumus Pegas Seri.

Jadi besar pegas pengganti susunan seri tersebut sebesar 18N/m.

2. Empat buah pegas identik yang masing-masing memiliki konstanta pegas sebesar 10 N/m. Tentukan besar konstanta pegas pengganti jika keempat pegas tersebut dirangkai secara seri!

Jawab:
diketahui:
k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = 10 N/m

ditanya: Besar pegas pengganti susunan seri pegas (k_s)?

Penyelesaian: Hitung besar konstanta pegas pengganti menggunakan Rumus Pegas Seri.

Jadi besar pegas pengganti sebesar 2,5 N/m.

3. Sebuah pegas untuk meredam getaran tersusun atas 4 buah pegas yang dirangkai secara seri dengan masing-masing konstanta pegas 1200 N/m, 800 N/m, 600 N/m dan 400 N/m. Berapa jumlah konstanta pegas yang dirangkai seri keseluruhan?

Jawab
diketahui:
k₁ = 1.200 N/m
k₂ = 800 N/m
k₃ = 600 N/m
k₄ = 400 N/m

ditanya: Berapa jumlah konstanta pegas yang dirangkai seri keseluruhan?

Penyelesaian: Besar jumlah konstanta pegas yang dirangkai seri untuk meredam getaran diperoleh dengan menghitung sesuai rumus seperti berikut.

Sehingga diperoleh nilai jumlah konstanta pegas sebesar 160 N/m.

Contoh Soal Susunan Pegas Paralel

1. Diketahui empat buah pegas identik yang masing – masing memiliki konstanta pegas sebesar 35N/m dirangkai secara paralel. Tentukan konstanta pegas pengganti pada susunan pegas paralel tersebut!

Jawab
diketahui:
k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = 35 N/m

ditanya: Besar pegas pengganti susunan paralel pegas (k_p)?

Penyelesaian: Hitung besar konstanta pegas susunan paralel dengan menjumlahkan masing-masing konstanta pegas penyusun.

k_p = k₁ + k₂ + k₃ + k₄ 
k_p = 35 + 35 + 35 + 35
k_p = 140 N/m

Jadi besar konstanta pegas pada susunan paralel tersebut sebesar 140 N/m.

2. Agar jumlah konstanta pegas pada susunan pegas paralel tersebut memiliki nilai konstanta pengganti pegas paralel sebesar 100N/m.

Contoh Soal Susunan Pegas Paralel

Berapakah konstanta pegas ke tiga 3 pada susunan pegas paralel tersebut?

Jawab
diketahui:
k₁ = 35 N/m
k₂ = 47 N/m
k_p = 100 N/m

ditanya: Besar konstanta pegas 3 (k₃) ?

Penyelesaian: Dengan mensubtitusikan nilai konstanta pegas yang diketahui ke dalam rumus pegas paralel kita dapat mencari nilai konstanta pegas pada pegas 3.

k_p = k₁ + k₂ + k₃ 
100 = 35 + 47 + k₃ 
100 = 82 + k₃ 
k₃ = 100 – 82
k₃ = 18 N/m

Jadi besar konstanta pada pegas 3 (k₃) bernilai 18 N/m.

3. Seorang insinyur ingin mengganti baru salah satu pegas dari 4 pegas yang dirangkai secara paralel dengan konstanta keseluruhan 750 N/m, dengan pegas a = 200 N/m, b = 100 N/m, c = 275 N/m. Jika pegas d adalah pegas yang ingin diganti, tentukan besar konstanta pegas d!

Jawab
diketahui:
k_p = 750 N/m
k_a = 200 N/m
k_b = 100 N/m
k_c = 275 N/m

ditanya: tentukan besar konstanta pegas d?

Penyelesaian:
Hitung konstanta pegas d dengan melakukan pengurangan jumlah konstanta paralel terhadap masing-masing pegas sesuai dengan rumus.

k_p = k_a + k_b + k_c + k_d 
750 = 200 + 100 + 275 + k_d 
750 = 575 + k_d 
k_d = 750 – 575
k_d = 175 N/m

Jadi besar konstata pegas d sebesar 175 N/m. 

Jika ada hal yang ingin ditanyakan silahkan bertanya melalui kolom komentar, terima kasih semoga bermanfaat.