Contoh Soal Metode Katrol Menyeleksi Percepatan

Cafeberita.com – Contoh soal dan pembahasan ihwal dinamika partikel , menyeleksi percepatan benda pada tata cara katrol. Dua benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 6 kg diikat dengan seutas tali kemudian dikaitkan ke suatu katrol licin. Jika percepatan gravitasi sama dengan 10 m/s² , maka percepatan yang dialami benda B merupakan ….
A. 8 ,0 m/s²
B. 7 ,5 m/s²
C. 6 ,0 m/s²
D. 5 ,0 m/s²
E. 4 ,5 m/s²

Pembahasan :
Dik : m_A = 2 kg , m_B = 6 kg , g = 10 m/s²
Dit : a = …. ?

Karena katrol licin dan massanya diabaikan , maka sobat Tafsi sanggup mengakhiri soal ini memakai rancangan dinamika gerak lurus.

Ketika dua benda yang massanya berlainan dihubungkan memakai tali dan katrol , maka tata cara akan bergerak menuju benda yang massanya lebih besar.

Benda yang massanya lebih besar akan bergerak ke bawah sedangkan benda yang massanya lebih kecil akan bergerak ke atas.

Dalam tata cara tersebut , kedua benda sama-sama mengalami tegangan tali yang arahnya ke atas dan gaya berat yang arahnya ke bawah.

Besar tegangan tali yang dialami oleh kedua benda merupakan sama besar , yakni sebesar T Newton.

Karena kedua benda saling terhubung oleh tali , maka kedua benda bergerak dengan percepatan yang serupa sebensar a m/s².

Kemudian , rancangan berikutnya yang perlu Sobat Tafsi ketahui merupakan rancangan aturan Newton , terutama aturan II Newton.

Menurut aturan II Newton , resultan gaya yang dialami oleh suatu benda akan sama dengan hasil kali massa benda dengan percepatannya.

∑F = m . a

Keterangan :
∑F = resultan gaya yang melakukan pekerjaan pada benda (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (m/s²).

Sekarang , mari kita ilustrasikan posisi benda A dan benda B dalam tata cara katrol serta gaya-gaya yang melakukan pekerjaan pada masing-masing benda.

Pada gambar di bawah ini , sanggup Sobat Tafsi lihat gaya-gaya apa saja yang melakukan pekerjaan pada benda A dan benda B yakni W dan T.

Yang perlu Sobat amati merupakan arah gaya dan arah gerak benda.

Di sini kita buat perjanjian tanda , kalau gaya searah dengan gerak , maka bertanda positif. Sebaliknya , kalau gaya bertentangan arah dengan gerak bertanda negatif.

Untuk Benda A:
Nah , kini coba sobat Tafsi amati arah gaya dan arah gerak untuk benda A. Karena massa A lebih kecil , maka A bergerak ke atas.

Oleh alasannya merupakan itu , gaya yang arahnya ke atas kita beri tanda faktual dan gaya yang arahnya ke bawah kita beri tanda negatif.

Dari gambar sanggup Kalian lihat , gaya berat W_A arahnya ke bawah , maka W_A bertanda negatif. Sedangkan T bertanda faktual alasannya merupakan arahnya ke atas.

Berdasarkan aturan II Newton , maka berlaku:
⇒ ∑F = m_A. a
⇒ T – W_A = m_A. a
⇒ T – m_A.g = m_A. a
⇒ T – 2(10) = 2a
⇒ T = 2a + 20

Untuk Benda B:
Selnajutnya , coba Sobat Tafsi amati arah gaya dan arah gerak untuk benda B. Karena benda B lebih berat , maka benda B bergerak ke bawah.

Oleh alasannya merupakan itu , gaya yang arahnya ke atas kita beri tanda negatif dan gaya yang arahnya ke bawah kita beri tanda positif.

Dari gambar sanggup dilihat , gaya W_B arahnya ke bawah , maka W_B bertanda positif. Sedangkan T arahnya ke atas , maka T bertanda negatif.

Berdasarkan aturan II Newton , maka berlaku:
⇒ ∑F = m_B. a
⇒ W_B – T = m_B. a
⇒ m_B.g – T = m_B. a
⇒ 6(10) – T = 6a
⇒ -T = 6a – 60
⇒ T = 60 – 6a

Nah , alasannya merupakan besar tegangan yang dialami benda A dan B merupakan sama besar , yakni sama-sama T , maka berlaku persamaan:
⇒ T = T
⇒ 2a + 20 = 60 – 6a
⇒ 2a + 6a = 60 – 20
⇒ 8a = 40
⇒ a = 40/8
⇒ a = 5 m/s²

Jadi , percepatan yang dialami oleh benda B merupakan 5 m/s². Jika ditanya percepatan benda A , maka jawabannya juga 5 m/s².

Tips Edutafsi:
Soal di atas juga sanggup Sobat Tafsi tuntaskan dengan waktu yang lebih cepat , asal Kalian sanggup menghapal rumusnya.

Untuk tata cara katrol seumpama pada soal , maka percepatan yang dialami oleh kedua benda sanggup dijumlah dengan rumus:

a = Δm  g ∑m

Keterangan :
a = percepatan yang dialami benda (m/s²)
Δm = selisih massa kedua benda (kg)
∑m = jumlah massa kedua benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

Berdasarkan rumus tersebut , maka percepatan yang dialami B adalah:
⇒ a = (6 – 2)(10) / (6 + 2)
⇒ a = 4(10) / 8
⇒ a = 40/8
⇒ a = 5 m/s²

Nah , dengan cara tersebut juga diperoleh percepatan yang serupa yakni 5 m/s².

Jadi , terserah terhadap Sobat Tafsi ingin memakai cara yang mana. Kalau edutafsi , condong lebih menggemari cara pertama alasannya merupakan sekaligus melatih analisis.

Tapi kalau untuk cobaan dan meminimalisir waktu , cara kedua memang lebih efisien. Yang penting mesti hapal rumusnya dan tahu kapan menggunakannya.

Demikian pembahasan teladan soal dinamika partikel , yakni menyeleksi percepatan benda pada tata cara katrol.

Baca juga : Contoh Soal Menentukan Tegangan Tali Sistem Katrol.

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

Untuk pembahasan teladan soal ihwal dinamika partikel yang lain , Kalian sanggup menemukannya di Kolom Search teladan fisika atau lewat tombol klasifikasi di bawah ini.