Soal Dan Pembahasan Metode Katrol Bidang Miring

Gambar Gravatar
Wulandari Purnama
46 Dilihat
sistem katrol 9
Ketika tata cara katrol dipadu dengan bidang miring , maka percepatan yang dialami oleh benda akan bergantung terhadap penguraian gaya berat benda dan gaya gesek antara benda dengan bidang miring.
  1. Jenis-jenis Gaya
  2. Pembahasan Hukum Newton
  3. Dinamika Rotasi
  4. Pembahasan Sistem Katrol
Sama seumpama tata cara katrol yang sudah dibahas pada postingan sebelumnya , tata cara katrol yang dipadu dengan bidang miring juga dikaji menurut ada tidaknya gaya gesek pada bidang miring dan massa katrol.

Bacaan Lainnya

Berikut akan dihidangkan empat kemungkinan yang sering terjadi pada tata cara katrol dan bidang miring.

  1. Massa Katrol diabaikan dan Bidang Licin
    Ketika massa katrol dibaikan , dan bidang miring licin maka berlaku :
    1. Tegangan tali sama (T1 = T2 = T)
    2. Tidak ada gaya gesek.

    sistem katrol

    Pada gambar di atas sudah ditunjukkan gaya-gaya yang melakukan pekerjaan pada benda. Pada benda pertama , alasannya yakni berada pada bidang miring dan gaya berat arahnya ke bawah , maka gaya beratnya mesti diuraikan menjadi Wx dan Wy seumpama yang terlihat di gambar. Dari gambar terang terlihat bahwa gaya berat yang berada dalam garis gerak yakni Wx. Jika m1 < m2 , maka tata cara akan bergerak ke arah m2.

    Tinjau benda I :
    ∑F = m.a
    ⇒ T1 – W1x = m1.a
    ⇒ T1 = m1.a + W1x
    ⇒ T = m1.a + W1x
    ⇒ T = m1.a + W1 sin θ

    Tinjau benda II :
    ∑F = m.a
    ⇒ W2 – T2 = m2.a
    ⇒ T2 = W2 – m2.a
    ⇒ T = W2 – m2.a

    Karena tegangan tali sama besar , maka :
    m1.a + W1 sin θ = W2 – m2.a
    ⇒ m1.a + m2.a = W2 – W1 sin θ
    ⇒ (m1 + m2) a = W2 – W1 sin θ
    ⇒ a = (W2 – W1 sin θ)/(m1 + m2)

    a = W2 − W1 sin θ
       (m1+ m2)

    Dengan :
    a = percepatan tata cara (m/s2)
    W2 = berat benda kedua (N)
    W1 = berat benda pertama (N)
    m1 = massa benda pertama (kg)
    m2 = massa benda kedua (kg)
    θ = sudut kemiringan bidang.

  2. Massa Katrol diabaikan dan Bidang Kasar
    Ketika massa katrol diabaikan dan bidang miring garang , maka berlaku :
    1. Tegangan tali sama (T1 = T2 = T)
    2. Terdapat gaya gesek.

    sistem katrol

    Tinjau benda I :
    ∑F = m.a
    ⇒ T1 – W1x – Fg = m1.a
    ⇒ T1 = m1.a + Fg + W1x
    ⇒ T = m1.a + Fg + W1 sin θ

    Tinjau benda II :
    ∑F = m.a
    ⇒ W2 – T2 = m2.a
    ⇒ T2 = W2 – m2.a
    ⇒ T = W2 – m2.a

    Karena tegangan tali sama besar , maka :
    m1.a + Fg + W1 sin θ = W2 – m2.a
    ⇒ m1.a + m2.a = W2 – Fg – W1 sin θ
    ⇒ (m1 + m2) a = W2 – Fg – W1 sin θ
    ⇒ a = (W2 – Fg – W1 sin θ)/(m1 + m2)

    a = W2 − Fg − W1 sin θ
          (m1+ m2)
    Dengan :
    a = percepatan tata cara (m/s2)
    W2 = berat benda kedua (N)
    W1 = berat benda pertama (N)
    Fg = gaya gesek antara benda 1 dan bidang garang (N)
    m1 = massa benda pertama (kg)
    m2 = massa benda kedua (kg)
    θ = sudut kemiringan bidang.

  3. Massa Katrol dikenali dan Bidang Licin
    Ketika massa katrol tidak diabaikan dan bidang miring licin , maka :
    1. Tegangan tali tidak sama (T1 ≠ T2)
    2. Tidak ada gaya gesek.

    sistem katrol 11

    Tinjau benda I :
    ∑F = m.a
    ⇒ T1 – W1x = m1.a
    ⇒ T1 = m1.a + W1x
    ⇒ T1 = m1.a + W1 sin θ

    Tinjau benda II :
    ∑F = m.a
    ⇒ W2 – T2 = m2.a
    ⇒ T2 = W2 – m2.a

    Tinjau Katrol :
    ∑τ = I.α
    ⇒ T2.r – T1.r = k mk r2 . a⁄r
    ⇒ (T2 – T1) r = k.mk.r.a
    ⇒ T2 – T1 = k.mk.a

    Substitusi nilai T1 dan T2 ke persamaan ketiga , maka :
    T2 – T1 = k.mk.a
    ⇒ W2 – m2.a – m1.a – W1 sin θ = k.mk.a
    ⇒ W2 – W1 sin θ = k.mk.a + m2.a + m1.a
    ⇒ W2 – W1 sin θ = (k.mk + m2 + m1) a
    ⇒ a = (W2 – W1 sin θ ) / (k.mk + m2 + m1)

    a =   W2 − W1 sin θ
    (k.mk + m2 + m1)
    Dengan :
    a = percepatan tata cara (m/s2)
    W2 = berat benda kedua (N)
    W1 = berat benda pertama (N)
    k = bilangan atau konstanta pada rumus inersia katrol.
    mk = massa katrol (kg)
    m1 = massa benda pertama (kg)
    m2 = massa benda kedua (kg)
    θ = sudut kemiringan bidang.
  4. Massa Katrol dikenali dan Bidang Kasar
    Jika massa katrol tidak diabaikan dan bidang miring bersifat garang , maka :
    1. Tegangan tali tidak sama (T1 ≠ T2)
    2. Terdapat gaya gesek.

    sistem katrol

    Tinjau benda I :
    ∑F = m.a
    ⇒ T1 – W1x – Fg = m1.a
    ⇒ T1 = m1.a + Fg + W1x
    ⇒ T1 = m1.a + Fg + W1 sin θ

    Tinjau benda II :
    ∑F = m.a
    ⇒ W2 – T2 = m2.a
    ⇒ T2 = W2 – m2.a

    Tinjau Katrol :
    ∑τ = I.α
    ⇒ T2.r – T1.r = k mk r2 . a⁄r
    ⇒ (T2 – T1) r = k.mk.r.a
    ⇒ T2 – T1 = k.mk.a

    Substitusi nilai T1 dan T2 ke persamaan ketiga :
    T2 – T1 = k.mk.a
    ⇒ W2 – m2.a – m1.a – Fg – W1 sin θ = k.mk.a
    ⇒ W2  – Fg – W1 sin θ = k.mk.a + m2.a + m1.a
    ⇒ W2 – Fg – W1 sin θ = (k.mk + m2 + m1) a
    ⇒ a = (W2 – Fg – W1 sin θ) / (k.mk + m2 + m1)

    a = W2 − Fg − W1 sin θ
       (k.mk + m1+ m2)
    Dengan :
    a = percepatan tata cara (m/s2)
    W2 = berat benda kedua (N)
    W1 = berat benda pertama (N)
    Fg = gaya gesek antara benda 1 dan bidang garang (N)
    k = bilangan atau konstanta pada rumus inersia katrol.
    mk = massa katrol (kg)
    m1 = massa benda pertama (kg)
    m2 = massa benda kedua (kg)

    θ = sudut kemiringan bidang.

Share ke Facebook >>Share ke Twitter >>
MENUCONTOH DINAMIKA PARTIKELCONTOH SOAL FISIKA
Cafeberita.com yakni blog mengenai materi belajar. Gunakan hidangan atau pencarian untuk mendapatkan materi berguru yang ingin dipelajari.
Temukan Kursus Bahasa Inggris di Bekasi untuk Menguasai Bahasa Inggris dengan Cepat 1

Salah seorang pakar dan konsultan pendidikan yang kini mengabdikan hidup menjadi guru di pedalaman nun jauh di pelosok Indonesia.

Pos terkait