Contoh Metode Katrol Dan Bidang Datar Menyeleksi Tegangan Tali

Cafeberita.com – Contoh soal dan pembahasan wacana dinamika partikel yakni menyeleksi besar tegangan tali pada metode katrol dan bidang datar. Benda bermassa 4 kg ditaruh di atas suatu meja yang permukaannya licin kemudian dihubungkan dengan benda bermassa 6 kg yang digantung pada seutas tali lewat suatu katrol yang terletak di pinggir meja. Jika massa katrol diabaikan , besar tegangan tali pada metode tersebut yakni ….
A. T = 96 N
B. T = 72 N
C. T = 60 N
D. T = 36 N
E. T = 24 N

Pembahasan :
Dik : m₁ = 4 kg , m₂ = 6 kg
Dit : T = ….. ?

Untuk menyelesaikan soal ini , Sobat Tafsi mesti mengetahui kembali rancangan dinamika gerak lurus utamanya mengenai aplikasi aturan Newton.

Hukum Newton ialah suatu aturan yang menerangkan relasi antara massa , percepatan , dan gaya-gaya yang melakukan pekerjaan pada suatu benda.

Untuk soal ini , setidaknya Kalian mesti menguasai rancangan aturan I Newton dan aturan II Newton.

Hukum I Newton disebut juga aturan kelembaman.

Menurut aturan ini , jika resultan gaya yang melakukan pekerjaan pada benda sama dengan nol , maka benda yang membisu akan tetap membisu dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap.

∑F = 0

Keterangan :
∑F = resultan gaya yang melakukan pekerjaan pada benda (N)

Jadi , aturan I Newton ini berlaku untuk benda yang membisu atau benda yang bergerak lurus beraturan (yang kecepatannya konstan).

Menurut aturan II Newton , resultan gaya yang melakukan pekerjaan pada suatu benda akan sama dengan hasil kali massa dengan percepatan benda.

∑F = m . a

Keterangan :
∑F = resultan gaya (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (m/s²)

Nah , aturan II Newton ini , berlaku untuk benda yang bergerak dan mengalami percepatan.

Pada soal disebutkan bahwa massa katrol diabaikan , maka soal ini sanggup kita tuntaskan menggunakan rancangan dinamika gerak lurus.

Tapi , jika dalam soal massa katrol tidak diabaikan , maka soalnya mesti ditanggulangi menggunakan rancangan dinamika rotasi.

Pada soal disebutkan dua benda dihubungkan menggunakan seutas tali dan katrol , di mana salah satu benda berada di atas meja dan benda lain tergantung.

Karena permukaan meja licin , maka metode akan bergerak menuju benda yang tergantung.

Dalam hal ini , benda pertama yang ada di atas meja bergerak ke kanan , sedangkan benda yang tergantung bergerak ke bawah.

Dalam metode tersebut , kedua benda mengalami gaya tegangan tali yang serupa besar , yakni sebesar T. dan mengalami percepatan yang serupa besar sebesar a.

Untuk lebih jelasnya , mari kita lihat ilustrasi metode katrol dan bidang datar untuk soal ini.

Pada gambar di atas di atas , sanggup Sobat Tafsi lihat gaya-gaya yang melakukan pekerjaan pada benda pertama dan benda kedua.

Perhatikan arah dari masing-masing gaya.

Untuk benda Pertama:
Pada benda pertama , ada satu gaya yang melakukan pekerjaan dalam arah horizontal , yakni gaya tegangan tali yang arahnya ke kanan.

Kenapa ke kanan?

Karena pada benda pertama , tegangan tali berperan menawan benda tersebut ke kanan respon gaya berat yang dihasilkan benda kedua.

Karena arah tegangan tali searah dengan arah gerak benda , maka T bertanda positif.

Berdasarkan aturan II Newton , maka berlaku:
⇒ ∑F = m₁ . a
⇒ T = m₁ . a
⇒ T = 4a

Untuk benda Kedua:
Pada benda kedua , ada dua gaya yang melakukan pekerjaan dalam arah vertikal , yakni gaya tegangan tali dan gaya berat.

Gaya berat W₂ bekerja searah dengan arah gerak benda , yakni ke bawah. Maka gaya berat W₂ bertanda positif.

Gaya tegangan tali pada benda kedua melakukan pekerjaan bertentangan arah dengan arah gerak , yakni ke atas , sehingga T untuk benda kedua bertanda negatif.

Kenapa T untuk benda kedua arahnya ke atas?

Karena pada benda kedua , tegangan tali berfungsi menahan benda bukan menawan benda menyerupai pada benda pertama.

Berdasarkan aturan II Newton , maka:
⇒ ∑F = m₂ . a
⇒ W₂ – T = m₂ . a
⇒ m₂.g – T = m₂ . a
⇒ 6(10) – T = 6a
⇒ 60 – T = 6a
⇒ T = 60 – 6a

Karena tegangan tali yang dialami benda pertama dan benda kedua yakni sama , maka berlaku:
⇒ T = T
⇒ 4a = 60 – 6a
⇒ 4a + 6a = 60
⇒ 10a = 60
⇒ a = 60/10
⇒ a = 6 m/s²

Besar tegangan tali yang dialami keduanya:
⇒ T = 4a
⇒ T = 4(6)
⇒ T = 24 N

Jadi , besar tegangan tali pada metode tersebut yakni 24 N.

Tips Edutafsi:
Jika Sobat Tafsi sanggup menghapal rumus , maka soal di atas sanggup ditanggulangi dengan waktu yang relatif lebih cepat selaku berikut.

Tapi ingat , rumus ini cuma berlaku untuk metode katrol dan bidang datar yang permukaan bidang datarnya licin dan massa katrolnya diabaikan.

Besar tegangan tali:
⇒ T = (m₁ . W₂) / (m₁ + m₂)
⇒ T = (4. 60) / (4 + 6)
⇒ T = 240/10
⇒ T = 24 N

Jadi , besar tegangan tali metode tersebut yakni 24 N.

Demikian pembahasan pola soal wacana dinamika gerak lurus , menyeleksi besar tegangan tali pada metode katrol dan bidang datar.

Baca juga : Contoh Menentukan Percepatan Sistem Katrol.

Jika pembahasan ini berharga , bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman Kalian lewat tombol share yang tersedia.

Kalau Sobat Tafsi masih galau atau belum paham dengan klarifikasi di atas , boleh share pertanyaan kalian di komentar. Kami akan coba menjelaskan.

Untuk pembahasan pola soal wacana dinamika gerak lurus yang lain , Sobat Tafsi sanggup cek di suguhan pola fisika atau lewat tombol klasifikasi di bawah ini.