Hukum Hooke dan tekanan hidrostatis

Yang ditunjukkan

Dua percobaan klasik ditampilkan berdampingan. Di kiri, pegas mengikuti hukum Hooke, F = kΔl: pertambahan panjang sebanding dengan beban hingga batas elastis; setelah itu pegas berubah bentuk secara plastis dan grafik gaya–pertambahan panjang tidak lagi lurus. Saat setimbang, gaya pegas mengimbangi berat beban sehingga Δl = mg/k. Di kanan, tekanan dalam zat cair diam bertambah secara linear terhadap kedalaman, p = p₀ + ρgh, dan hanya bergantung pada kedalaman dan massa jenis, bukan pada bentuk wadah; karena itu permukaan zat cair dalam bejana berhubungan selalu sama tinggi.

Cara menggunakan

Mulailah dengan pegas: ubah Massa beban dan Konstanta pegas k lalu bandingkan pertambahan panjang saat setimbang dengan mg/k, kemudian tarik beban ke bawah dan lepaskan untuk melihatnya berosilasi. Terus tambah massa hingga melewati batas elastis dan amati grafiknya. Selanjutnya, seret titik ukur di dalam bejana atau atur Kedalaman titik ukur h, lalu ubah Massa jenis zat cair ρ dari 700 kg/m³ hingga setara raksa sambil membaca ρgh.

Parameter yang dapat diubah

• Konstanta pegas k 20–200 N/m
• Massa beban 0,1–2 kg
• Kedalaman titik ukur h 0–10 m
• Massa jenis zat cair ρ 700–13600 kg/m³

Pertanyaan untuk dijelajahi

1. Jika massa beban dijadikan dua kali lipat, apa yang terjadi pada pertambahan panjang, dan apakah tetap berlaku setelah batas elastis?
2. Pada kedalaman yang sama, berapa kali lebih besar tekanan akibat raksa dibandingkan tekanan akibat air?
3. Berdasarkan model bejana, mengapa dasar bendungan dibuat lebih tebal daripada bagian atasnya?