besar tegangan tali p adalah

Rumusmencari tegangan tali apa ya? butuh bantuan Fisika, 06.02.2014 12:37, arifinfin1230. Rumus mencari tegangan tali apa ya? butuh bantuan. Jawaban: 1 Buka kunci jawaban. Kuat arus adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar tiap detik. Besartegangan tali P adalah.. - 20643640 Nabilakn6 Nabilakn6 11.12.2018 Fisika Sekolah Menengah Pertama terjawab Besar tegangan tali P adalah.. 2 Lihat jawaban Iklan Jadi tegangan tali p 600 N trik : perbandingan gaya dengan nilai sin sudut dibelakangnya Iklan Iklan Pertanyaan baru di Fisika. Jikasistem dalam keadaan setimbang, besar gaya tegangan pada kedua tali adalah . Pembahasan T 1 dan T 1 harus diuraikan ke arah sumbu x dan sumbu y sebagai berikut. Karena yang ditanyakan hubungan antara T 1 dan T 1, kita cukup menganalisis kesetimbangan titik searah sumbu x saja. Jadi, besar gaya tegangan kedua tali adalah sama besar. .. mungkin maksudnya gaya tegang tali p. w = 300 N. α = 45° → tan α = 1. Tp = __? syarat kesetimbangan translasi. ΣFy = 0. Ty = T sin α. w = T • sin α. T = w / sin α. Besar gaya tegangan tali p. ΣFx = 0. Tp = T cos α. Tp = (w / sin α) • cos α. Tp = w tan α. Tp = 300 • 1. Tp = 300 N ← jwb Dengandemikian, rumus gaya tegangan tali di titik terendah untuk benda yang bergerak melingkar vertikal adalah sebagai berikut. TE = m (v2/R − g) TE = m (ω2R − g) Dari penjelasan di atas, kita peroleh rumus besar gaya tegangan tali di titik terendah adalah T = mas + w sedangkan di titik tertinggi besar gaya tegangan talinya adalah T = mas - w. Er Sucht Sie Kölner Stadt Anzeiger. Dalam artikel ini akan dibahas mengenai kumpulan contoh soal dan pembahasan tentang gerak benda yang dihubungkan tali yang meliputi cara menentukan besar gaya tegangan tali dan juga percepatan gerak benda, namun khusus untuk materi dinamika translasi saja. Sebelum masuk ke contoh soal, kita pelajari terlebih dahulu konsep tentang Hukum Newton yang akan kita gunakan untuk menyelesaikan soal, perhatikan tabel di bawah ini. Konsep Hukum Newton Hukum I Newton Hukum II Newton Hukum III Newton F = 0 F = ma Faksi = −Freaksi Keadaan benda diam v = 0 m/s bergerak lurus beraturan atau GLB v = konstan Keadaan benda benda bergerak lurus berubah beraturan atau GLBB v ≠ konstan Sifat gaya aksi reaksi sama besar berlawanan arah terjadi pada 2 objek berbeda Oke, apabila kalian sudah paham mengenai konsep Hukum I, II dan III Newton, kini saat kita pelajari beberapa soal tentang gerak benda yang dihubungkan tali beserta pembahasannya. Simak secara seksama uraian berikut ini. Contoh Soal 1 Sebuah kotak diikatkan dengan menggunakan kabel sepanjang bidang miring yang licin seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Jika θ = 60° dan m = 50 kg, hitunglah tegangan kabel dan gaya normal yang dikerjakan oleh bidang miring tersebut. Jawab Diketahui m = 50 kg θ = 60° g = 10 m/s2 Ditanyakan Tegangan tali T dan gaya normal N Untuk menyelesaikan persoalan yang berhubungan dengan dinamika gerak, maka langkah awal yang harus kita lakukan adalah menggambarkan diagram atau garis-garis gaya yang bekerja pada sistem tersebut, seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Karena sistem tidak bergerak alias diam, maka untuk menentukan besar gaya tegangan tali kita dapat menggunakan Hukum I Newton pada sumbu-X sebagai berikut. FX = 0 T – w sin θ = 0 T = w sin θ T = mg sin θ T = 5010sin 60° T = 5001/2 √3 T = 250 √3 Jadi besar gaya tegangan talinya adalah 250 √3 N. Sedangkan untuk menentukan gaya normal, kita dapat menggunakan Hukum I Newton pada sumbu-Y sebagai berikut. FY = 0 N – w cos θ = 0 N = w cos θ N = mg cos θ N = 5010cos 60° N = 5001/2 N = 250 Jadi besar gaya normalnya adalah 250 N. Contoh Soal 2 Dua buah balok dihubungkan dengan seutas tali dan diam di atas lantai datar licin seperti pada gambar di bawah ini. Balok pertama bermassa 6 kg dan balok kedua bermassa 4 kg. Apabila gaya horizontal sebesar 40 N dikerjakan pada balok kedua, maka tentukan percepatan tiap balok dan gaya tegangan tali penghubungnya. Jawab Diketahui m1 = 6 kg m2 = 4 kg F = 40 N g = 10 m/s2 Ditanyakan Percepatan a dan tegangan tali T Langkah pertama, kita gambarkan terlebih dahulu diagram gaya yang bekerja pada sistem seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Gambar di atas memperlihatkan gaya-gaya yang bekerja pada tiap balok. Pehatikan bahwa gaya tegangan tali pada m1 arahnya ke kanan sedangkan gaya tegangan tali pada m2 arahnya ke kiri. Karena kedua balok bergerak bersama maka percepatan kedua balok sama. Untuk menentukan besar percepatan dan gaya tegangan tali, kita tinjau gerak masing-masing balok dengan menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut. Tinjau balok 1 m1 FX = ma T = m1a ……………..… Pers. 1 Tinjau balok 2 m2 FX = ma F – T = m2a …………… Pers. 2 Kemudian subtitusikan persamaan 1 ke persamaan 2 F – m1a = m2a F = m1a + m2a F = m1 + m2a a = F/m1 + m2 …………… Pers. 3 Dengan memasukkan nilai yang diketahui dari soal ke persamaan 3, maka kita peroleh besar percepatan tiap-tiap balok sebagai berikut. a = 40/6 + 4 a = 40/10 a = 4 m/s2 Jadi besar percepatan kedua balok tersebut adalah 4 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali, kita dapat mensubtitusikan nilai percepatan ini ke dalam persamaan 1 sebagai berikut. T = m1a T = 64 T = 24 N Jadi besar gaya tegangan tali penghubungnya adalah 24 N. Contoh Soal 3 Gambar di bawah ini menunjukkan tiga buah balok yaitu A, B dan C yang terletak di bidang mendatar licin. Jika massa A = 5 kg, massa B = 3 kg dan massa C = 2 kg dan F = 10 N, maka tentukan perbandingan besar tegangan tali antara A dan B dengan besar tegangan tali antara B dan C. Jawab Diketahui mA = 5 kg mB = 3 kg mC = 2 kg F = 10 N Ditanyakan Perbandingan tegangan tali AB TAB dengan tegangan tali BC TBC Pertama, seperti biasa kita gambarkan terlebih dahulu diagram gaya yang bekerja pada sistem seperti yang terlihat pada gambar berikut ini. Untuk menentukan tegangan tali antara A dan B serta tegangan tali antara B dan C, kita harus menentukan terlebih dahulu besar percepatan ketiga balok. Caranya adalah dengan meninjau gerak masing-masing balok menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut. Tinjau balok A FX = ma TAB = mAa ……………...… Pers. 4 Tinjau balok B FX = ma TBC – TAB = mBa ……….… Pers. 5 Subtitusikan persamaan 4 ke dalam persamaan 5 TBC – mAa = mBa TBC = mAa + mBa ……..… Pers. 6 Tinjau balok C FX = ma F – TBC = mCa ….……..… Pers. 7 Subtitusikan persamaan 6 ke dalam persamaan 7 F – mAa + mBa = mCa F = mAa + mBa + mCa F = mA + mB + mCa a = F/mA + mB + mC ………. Pers. 8 Kemudian kita memasukkan nilai-nilai yang diketahui dari soal ke persamaan 8, sehingga akan kita peroleh besar percepatan ketiga balok sebagai berikut. a = 10/5 + 3 + 2 a = 10/10 a = 1 m/s2 Langkah selanjutnya adalah menentukan TAB dan TBC dengan memasukkan nilai percepatan tersebut ke persamaan 4 dan 5 sebagai berikut. TAB = mAa TAB = 51 TAB = 5 N TBC – TAB = mBa TBC – 5= 31 TBC = 3 + 5 TBC = 8 N Dengan demikian perbandingan besar tegangan tali antara A dan B dengan besar tegangan tali antara B dan C adalah sebagai berikut. TAB TBC = 5 8 Contoh Soal 4 Tiga balok P, Q dan R memiliki massa mP = 4 kg, mQ = 8 kg dan mR = 12 kg disambungkan dengan tali berada di atas lantai horizontal kasar. Koefisien gesek kinetis sebesar 0,3. Kemudian balok R ditarik dengan gaya F = 120 N arah mendatar seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan percepatan sistem benda dan tegangan tali antara P dan Q. Jawab Diketahui mP = 4 kg mQ = 8 kg mR = 12 kg F = 120 N μk = 0,3 g = 10 m/s2 Ditanyakan Percepatan sistem a dan tegangan tali PQ TPQ Penyelesaian soal nomor 4 mirip dengan penyelesaian soal nomor 3, hanya saja pada soal 4 terdapat gaya gesek. Langkah pertama adalah menggambarkan diagram gaya yang bekerja pada sistem. Besar percepatan a dan tegangan tali TPQ dapat ditentukan dengan meninjau gerak masing-masing balok berdasarkan Hukum I dan II Newton, yaitu sebagai berikut. Tinjau balok P FY = 0 NP – wP = 0 NP = wP NP = mPg FX = ma TPQ – fP = mPa TPQ – μkNP = mPa TPQ – μkmPg = mPa TPQ = mPa + μkmPg ….………….… Pers. 9 Tinjau balok Q FY = 0 NQ – wQ = 0 NQ = wQ NQ = mQg FX = ma TQR – TPQ – fQ = mQa TQR – TPQ – μkNQ = mQa TQR – TPQ – μkmQg = mQa ……….… Pers. 10 Subtitusikan persamaan 9 ke dalam persamaan 10 TQR – mPa + μkmPg – μkmQg = mQa TQR = mPa + mQa + μkmPg + μkmQg ….… Pers. 11 Tinjau balok R FY = 0 NR – wR = 0 NR = wR NR = mRg FX = ma F – TQR – fR = mRa F – TQR – μkNR = mRa F – TQR – μkmRg = mRa ……….… Pers. 12 Subtitusikan persamaan 11 ke dalam persamaan 12 F – mPa + mQa + μkmPg + μkmQg – μkmRg = mRa F – μkmPg – μkmQg – μkmRg = mPa + mQa + mRa F – μkgmP + mQ + mR = mP + mQ + mRa a = [F/mP + mQ + mR] – [μkgmP + mQ + mR/mP + mQ + mR] a = [F/mP + mQ + mR] – μkg ……….… Pers. 13 Kemudian subtitusikan nilai-nilai yang diketahui dari soal ke persamaan 13, sehingga akan kita peroleh besar percepatan ketiga balok sebagai berikut. a = [120/4 + 8 + 12] – 0,310 a = 120/24 – 3 a = 5 – 3 a = 2 m/s2 Dengan demikian, besar percepatan ketiga balok adalah 2 m/s2. Untuk menentukan besar tegangan tali TPQ­ kita masukkan nilai percepatan ini ke dalam persamaan 9 sebagai berikut. TPQ = mPa + μkmPg TPQ = 42 + 0,3410 TPQ = 8 + 12 TPQ = 20 N Jadi besarnya gaya tegangan tali antara balok P dan Q adalah 20 N. Demikianlah artikel tentang kumpulan contoh soal dan pembahasan tentang gerak benda yang dihubungkan tali lengkap dengan gambar ilustrasi dan garis-garis gayanya. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Apabila terdapat kesalahan tanda, simbol, huruf maupun angka dalam perhitungan mohon dimaklumi. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya. Suatu benda yang dihubungkan dengan tali dan digantungkan secara vetikal maupun ditarik secara horizontal maka selalu bekerja gaya tegangan tali. Gaya tegangan tali merupakan gaya yang bekerja pada tali ketika tali tersebut dalam keadaan tegang. Simbol gaya tegangan tali adalah T tension dan satuannya adalah Newton. Arah gaya tegangan tali ini bergantung pada benda yang ditinjau, bisa ke atas, ke bawah, ke kanan, ke kiri maupun membentuk sudut tertentu. Ketika sebuah benda bermassa m dihubungkan tali kemudian digantung maka pada benda tersebut bekerja dua gaya yaitu gaya tegangan tali T dan gaya berat w. Berdasarkan gambar pada soal, maka dapat diuraikan gaya-gayanya Jadi, besar tegangan tali P adalah 360 N. Gaya tegangan tali atau tension force adalah gaya pada tali ketika tali tersebut dalam keadaan tegang. Gaya tegangan tali dilambangkan dengan huruf T kapital dan satuannya adalah Newton. Arah gaya tegangan tali bergantung pada titik atau benda yang ditinjau. Dalam pelajaran fisika, terdapat beberapa kasus gaya tegangan tali pada gerak benda-benda yang dihubungan tali, secara umum terdapat beberapa kondisi yaitu Gaya tegangan tali pada sistem bidang datar licin Gaya tegangan tali pada sistem bidang datar kasar Gaya tegangan tali pada sistem bidang miring licin Gaya tegangan tali pada sistem bidang miring kasarNah pada kesempatan kali ini kita akan membahas beberapa contoh soal tentang menentukan besar gaya tegangan tali pada sistem bidang datar kasar, oleh karena itu silahkan kalian simak baik-baik pembahasan berikut Tiga balok P, Q dan R memiliki massa mP = 4 kg, mQ = 8 kg dan mR = 12 kg disambungkan dengan tali berada di atas lantai horizontal kasar. Koefisien gesek kinetis sebesar 0,3. Kemudian balok R ditarik dengan gaya F = 120 N arah mendatar seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan percepatan sistem benda dan tegangan tali antara P dan = 4 kgmQ = 8 kgmR = 12 kgF = 120 Nμk = 0,3g = 10 m/s2Ditanyakan Percepatan sistem a dan tegangan tali PQ TPQLangkah pertama adalah menggambarkan diagram gaya yang bekerja pada percepatan a dan tegangan tali TPQ dapat ditentukan dengan meninjau gerak masing-masing balok berdasarkan Hukum I dan II Newton, yaitu sebagai berikut.∎ Tinjau balok PFY = 0NP – wP = 0NP = wPNP = mPgFX = maTPQ – fP = mPaTPQ – μkNP = mPaTPQ – μkmPg = mPaTPQ = mPa + μkmPg ….………….… Pers. Tinjau balok QFY = 0NQ – wQ = 0NQ = wQNQ = mQgFX = maTQR – TPQ – fQ = mQaTQR – TPQ – μkNQ = mQaTQR – TPQ – μkmQg = mQa ……….… Pers. persamaan ke dalam persamaan – mPa + μkmPg – μkmQg = mQaTQR = mPa + mQa + μkmPg + μkmQg ….… Pers. Tinjau balok RFY = 0NR – wR = 0NR = wRNR = mRgFX = maF – TQR – fR = mRaF – TQR – μkNR = mRaF – TQR – μkmRg = mRa ……….… Pers. persamaan ke dalam persamaan – mPa + mQa + μkmPg + μkmQg – μkmRg = mRaF – μkmPg – μkmQg – μkmRg = mPa + mQa + mRaF – μkgmP + mQ + mR = mP + mQ + mRaa = [F/mP + mQ + mR] – [μkgmP + mQ + mR/mP + mQ + mR]a = [F/mP + mQ + mR] – μkg ……….… Pers. subtitusikan nilai-nilai yang diketahui dari soal ke persamaan sehingga akan kita peroleh besar percepatan ketiga balok sebagai = [120/4 + 8 + 12] – 0,310a = 120/24 – 3a = 5 – 3a = 2 m/s2Dengan demikian, besar percepatan ketiga balok adalah 2 m/s2. Untuk menentukan besar tegangan tali TPQ­ kita masukkan nilai percepatan ini ke dalam persamaan sebagai = mPa + μkmPgTPQ = 42 + 0,3410TPQ = 8 + 12TPQ = 20 NJadi besarnya gaya tegangan tali antara balok P dan Q adalah 20 Balok A yang bermassa 3 kg diletakkan di atas meja kemudian diikat tali yang menghubungkan balok B dengan massa 2 kg melalui sebuah katrol seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Massa dan gesekan katrol diabaikan sedangkan percepatan gravitasi g = 10 m/s2. Tentukanlah besar percepatan sistem dan tegangan tali jika Meja kasar dengan koefisien gesek kinetik μk = 0, = 3 kgmB = 2 kgg = 10 m/s2untuk meja kasar, μk = 0,4Ditanyakan Percepatan dan gaya tegangan kondisi meja kasar, maka terdapat gaya gesek yang bekerja pada balok A sehinga kita perlu mengguraikan resultan gaya pada sumbu-Y untuk balok A. Sama seperti pada meja licin, kita juga dapat menggunakan Hukum II Newton untuk menentuan resultan gaya pada masing-masing balok, yaitu sebagai Balok AFY = maN – wA = mAaN – mAg = mAaKarena tidak terjadi gerak dalam arah vertikal, maka a = 0 sehinggaN – mAg = 0N = mAgFX = maT – f = mAaT – μkN = mAaT – μkmAg = mAaT = mAa + μkmAg …………… Pers. Balok BFY = mawB – T = mBamBg – T = mBa …………… Pers. persamaan ke persamaan – mAa + μkmAg = mBamAa + mBa = mBg – μkmAgmA + mBa = mB – μkmAga = mB – μkmAg/mA + mB …………… Pers. nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan = [2 – 0,43]10/3 + 2a = 8/5a = 1,6 m/s2Jadi besar percepatan sistem untuk keadaan meja kasar adalah 1,6 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali, kita masukkan nilai percepatan ke persamaan sebagai = mAa + μkmAgT = 31,6 + 0,4310T = 4,8 + 12T = 16,8 NJadi besar gaya tegangan tali untuk kondisi meja kasar adalah 16,8 Dua balok yaitu balok m1 dan balok m2 dihubungkan dengan seutas tali melalui dua katrol. Balok m1 terletak pada bidang datar dan dihubungkan pada katrol tetap sedangkan balok m2 dihubungkan pada katrol bebas bergerak seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah rangkaian seperti pada gambar di atas, massa balok 1 dan 2 masing-masing adalah 3 kg dan 4 kg. Kedua katrol licin serta massa tali dan katrol diabaikan g = 10 m/s2. Tentukanlah percepatan masing-masing balok dan gaya tegangan tali sistem apabila Bidang datar kasar dengan koefisien gesek kinetis 0, = 3 kgm2 = 4 kgμk = 0,25 bidang kasarg = 10 m/s2Ditanyakan Percepatan dan gaya tegangan taliJawabSebelum dapat menentukan resultan gaya baik pada balok 1 maupun balok 2, tentunya kita harus menggambarkan diagram gaya yang bekerja pada sistem terlebih dahulu. Perhatikan gambar berikut Balok 1FY = maN – w1 = m1a1N – m1g = m1a1Karena tidak terjadi gerak dalam arah sumbu-Y, maka a = 0 sehinggaN – m1g = 0N = m1gFX = maT – f = m1a1T – μkN = m1a1Karena N = m1g makaT – μkm1g = m1a1T = m1a1 + μkm1g …………… Pers. Balok 2FY = maw2 – 2T = m2a2m2g – 2T = m2a2 …………… Pers. persamaan ke dalam persamaan – 2m1a1 + μkm1g = m2a22m1a1 + m2a2 = m2g – 2μkm1gKarena a1 = 2a2 maka2m12a2 + m2a2 = m2g – 2μkm1g4m1a2 + m2a2 = m2g – 2μkm1g4m1 + m2a2 = m2 – 2μkm1ga2 = m2 – 2μkm1g/4m1 + m2 …………… Pers. nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan = [4 – 20,253]10/[43 + 4]a2 = 4 – 1,510/12 + 4a2 = 2,510/16a2 = 1,56 m/s2Karena a2 = 1,56 maka a1 = 2 × 1,56 = 3,12 m/s2Jadi, Untuk kondisi bidang datar kasar, besar percepatan balok 1 adalah 3,12 m/s2 sedangkan besar percepatan balok 2 adalah 1,56 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali sistem, maka kita dapat memasukkan nilai a1 ke persamaan atau memasukkan nilai a2 ke persamaan = m1a1 + μkm1gT = 43,12 + 0,25410T = 12,48 + 10T = 22,48 NDengan demikian, besar gaya tegangan tali sistem apabila bidang datar kasar adalah 22,48 Tiga balok bermassa m1, m2 dan m3 dihubungkan dengan tali-tali melalui dua buah katrol. Balok m1 dan m3 dalam keadaan menggantung sedangkan balok m2 berada di atas bidang datar seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut rangkaian di atas, massa balok 1, 2 dan 3 berturut-turut adalah 1 kg, 3 kg dan 6 kg dan percepatan gravitasi bumi di tempat itu adalah 10 m/s2. Kondisi dua katrol adalah licin serta massanya diabaikan. Tentukanlah percepatan ketiga balok, tegangan tali antara balok 1 dan 2 serta tegangan tali antara balok 2 dan 3 apabila Bidang datar kasar dengan koefisien gesek sebesar 0, = 1 kgm2 = 3 kgm3 = 6 kgg = 10 m/s2μ = 0,2 bidang datar kasarDitanyakan Percepatan dan gaya tegangan taliJawabUntuk kondisi datar kasar, maka laju balok akan terhambat oleh gaya gesek sehingga percepatannya menjadi lebih kecil sedangkan gaya tegangan tali antara balok 2 dan balok 3 menjadi lebih besar. Untuk menentukan percepatan ketiga balok, kita gambarkan terlebih dahulu diagram gaya sistem seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah gambar diagram gaya di atas, maka resultan gaya pada masing-masing balok dapat kita tentukan dengan menggunakan Hukum Newton sebagai Balok 1FY = maT1 – w1 = m1aT1 – m1g = m1aT1 = m1a + m1g ............... Pers. Balok 2FY = maN2 – w2 = m2aKarena tidak ada gerak pada sumbu-Y arah vertikal maka a = 0, sehinggaN2 – w2 = 0N2 = w2N2 = m2gFX = maT2 – f – T1 = m2aT2 – μN2 – T1 = m2aT2 – μm2g – T1 = m2a ............... Pers. persamaan ke persamaan – μm2g – m1a + m1g = m2aT2 = m1a + m2a + m1g + μm2g ............... Pers. Balok 3FY = maw3 – T2 = m3am3g – T2 = m3a ............... Pers. persamaan ke persamaan – m1a + m2a + m1g + μm2g = m3am1a + m2a + m3a = m3g – m1g – μm2gm1 + m2 + m3a = m3 – m1 – μm2ga = m3 – m1 – μm2g/m1 + m2 + m3 ............... Pers. nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan = [6 – 1 – 0,23]10/1 + 3 + 6a = 5 – 0,610/10a = 4,4 m/s2Jadi, besar percepatan ketiga balok pada kondisi bidang datar licin adalah 4,4 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali antara balok 1 dan balok 2, masukkan nilai percepatan ke persamaan Sedangkan untuk menentukan gaya tegangan tali antara balok 2 dan balok 3, masukkan nilai percepatan ke persamaan Tali antara Balok 1 dengan Balok 2T1 = m1a + m1gT1 = 14,4 + 110T1 = 4,4 + 10T1 = 14,4 NJadi, besar gaya tegangan tali antara balok 1 dengan balok 2 adalah 14,4 Tali antara Balok 2 dengan Balok 3m3g – T2 = m3a610 – T2 = 64,460 – T2 = 26,4T2 = 60 – 26,4T2 = 33,6 NJadi, besar gaya tegangan tali antara balok 2 dengan balok 3 adalah 33,6 Newton. Gaya tegangan tali atau tension force adalah gaya pada tali ketika tali tersebut dalam keadaan tegang. Gaya tegangan tali dilambangkan dengan huruf T kapital dan satuannya adalah Newton. Arah gaya tegangan tali bergantung pada titik atau benda yang ditinjau. Dalam pelajaran fisika, terdapat beberapa kasus gaya tegangan tali pada gerak benda-benda yang dihubungan tali, secara umum terdapat beberapa kondisi yaitu Gaya tegangan tali pada sistem bidang datar licin Gaya tegangan tali pada sistem bidang datar kasar Gaya tegangan tali pada sistem bidang miring licin Gaya tegangan tali pada sistem bidang miring kasarNah pada kesempatan kali ini kita akan membahas beberpa contoh soal tentang menentukan besar gaya tegangan tali pada sistem bidang datar licin, oleh karena itu silahkan kalian simak baik-baik pembahasan berikut Dua buah balok dihubungkan dengan seutas tali dan diam di atas lantai datar licin seperti pada gambar di bawah ini. Balok pertama bermassa 6 kg dan balok kedua bermassa 4 kg. Apabila gaya horizontal sebesar 40 N dikerjakan pada balok kedua, maka tentukan percepatan tiap balok dan gaya tegangan tali = 6 kgm2 = 4 kgF = 40 Ng = 10 m/s2Ditanyakan Percepatan a dan tegangan tali TLangkah pertama, kita gambarkan terlebih dahulu diagram gaya yang bekerja pada sistem seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah di atas memperlihatkan gaya-gaya yang bekerja pada tiap balok. Pehatikan bahwa gaya tegangan tali pada m1 arahnya ke kanan sedangkan gaya tegangan tali pada m2 arahnya ke kiri. Karena kedua balok bergerak bersama maka percepatan kedua balok sama. Untuk menentukan besar percepatan dan gaya tegangan tali, kita tinjau gerak masing-masing balok dengan menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut.∎ Tinjau balok 1 m1FX = maT = m1a ……………..… Pers. Tinjau balok 2 m2FX = maF – T = m2a …………… Pers. subtitusikan persamaan 1 ke persamaan 2F – m1a = m2aF = m1a + m2aF = m1 + m2aa = F/m1 + m2 …………… Pers. memasukkan nilai yang diketahui dari soal ke persamaan maka kita peroleh besar percepatan tiap-tiap balok sebagai = 40/6 + 4a = 40/10a = 4 m/s2Jadi besar percepatan kedua balok tersebut adalah 4 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali, kita dapat mensubtitusikan nilai percepatan ini ke dalam persamaan sebagai = m1aT = 64T = 24 NJadi besar gaya tegangan tali penghubungnya adalah 24 Gambar di bawah ini menunjukkan tiga buah balok yaitu A, B dan C yang terletak di bidang mendatar licin. Jika massa A = 5 kg, massa B = 3 kg dan massa C = 2 kg dan F = 10 N, maka tentukan perbandingan besar tegangan tali antara A dan B dengan besar tegangan tali antara B dan = 5 kgmB = 3 kgmC = 2 kgF = 10 NDitanyakan Perbandingan tegangan tali AB TAB dengan tegangan tali BC TBCPertama, seperti biasa kita gambarkan terlebih dahulu diagram gaya yang bekerja pada sistem seperti yang terlihat pada gambar berikut menentukan tegangan tali antara A dan B serta tegangan tali antara B dan C, kita harus menentukan terlebih dahulu besar percepatan ketiga balok. Caranya adalah dengan meninjau gerak masing-masing balok menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut.∎ Tinjau balok AFX = maTAB = mAa ……………...… Pers. Tinjau balok BFX = maTBC – TAB = mBa ……….… Pers. persamaan 4 ke dalam persamaan – mAa = mBaTBC = mAa + mBa ……..… Pers. Tinjau balok CFX = maF – TBC = mCa ….……..… Pers. persamaan ke dalam persamaan – mAa + mBa = mCaF = mAa + mBa + mCaF = mA + mB + mCaa = F/mA + mB + mC ………. Pers. kita memasukkan nilai-nilai yang diketahui dari soal ke persamaan sehingga akan kita peroleh besar percepatan ketiga balok sebagai = 10/5 + 3 + 2a = 10/10a = 1 m/s2Langkah selanjutnya adalah menentukan TAB dan TBC dengan memasukkan nilai percepatan tersebut ke persamaan dan sebagai = mAaTAB = 51TAB = 5 NTBC – TAB = mBaTBC – 5= 31TBC = 3 + 5TBC = 8 NDengan demikian perbandingan besar tegangan tali antara A dan B dengan besar tegangan tali antara B dan C adalah sebagai TBC = 5 83. Balok A yang bermassa 3 kg diletakkan di atas meja kemudian diikat tali yang menghubungkan balok B dengan massa 2 kg melalui sebuah katrol seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Massa dan gesekan katrol diabaikan sedangkan percepatan gravitasi g = 10 m/s2. Tentukanlah besar percepatan sistem dan tegangan tali jika meja licin. PenyelesaianDiketahuimA = 3 kgmB = 2 kgg = 10 m/s2untuk meja kasar, μk = 0,4Ditanyakan Percepatan dan gaya tegangan utama yang perlu kita lakukan adalah menggambarkan diagram atau garis-garis gaya yang bekerja pada sistem. Gambar diagram gayanya adalah sebagai gambar diagram gaya di atas, maka kita dapat menentukan resultan gaya pada masing-masing balok. Untuk balok B yang menggantung tentu saja tidak ada resultan gaya pada sumbu-X sedangkan pada balok A, kita tidak perlu menguraikan resultan gaya pada sumbu-Y dikarenakan tidak terdapat gaya gesek. Dengan menggunakan Hukum II Newton, maka resultan gaya masing-masing benda adalah sebagai Balok AFX = maT = mAa …………… Pers. Balok BFY = mawB – T = mBamBg – T = mBa …………… Pers. persamaan ke persamaan – T = mBamBg – mAa = mBamAa + mBa = mBgmA + mBa = mBga = mBg/mA + mB …………… Pers. nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan = 210/3 + 2a = 20/5a = 4 m/s2Jadi besar percepatan sistem untuk keadaan meja licin adalah 4 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali, kita masukkan nilai percepatan ke persamaan sebagai = mAaT = 34T = 12 NJadi besar gaya tegangan tali untuk kondisi meja licin adalah 12 Dua balok yaitu balok m1 dan balok m2 dihubungkan dengan seutas tali melalui dua katrol. Balok m1 terletak pada bidang datar dan dihubungkan pada katrol tetap sedangkan balok m2 dihubungkan pada katrol bebas bergerak seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah rangkaian seperti pada gambar di atas, massa balok 1 dan 2 masing-masing adalah 3 kg dan 4 kg. Kedua katrol licin serta massa tali dan katrol diabaikan g = 10 m/s2. Tentukanlah percepatan masing-masing balok dan gaya tegangan tali sistem apabila bidang datar = 3 kgm2 = 4 kgμk = 0,25 bidang kasarg = 10 m/s2Ditanyakan Percepatan dan gaya tegangan taliJawabPertama kita akan menentukan percepatan dan gaya tegangan tali untuk kondisi bidang datar tempat balok m2 berada adalah licin. Karena kondisi bidang licin, maka tentunya sistem akan bergerak di mana balok 1 akan bergerak ke kanan sedangkan balok 2 akan bergerak ke bawah masing-masing dengan percepatan a1 dan a2. Diagram gaya untuk sistem ini diperlihatkan pada gambar di bawah bisa menentukan gaya tegangan tali, pertama kita tentukan nilai percepatannya terlebih dahulu. Caranya adalah dengan menentukan resultan gaya masing-masing balok menggunakan Hukum Newton sebagai Balok 1FX = maT = m1a1 …………… Pers. Balok 2FY = maw2 – 2T = m2a2m2g – 2T = m2a2 …………… Pers. persamaan 1 ke persamaan – 2m1a1 = m2a22m1a1 + m2a2 = m2g …………… Pers. dua benda yang dihubungan pada katrol tetap dan katrol bebas, maka besar percepatan benda pada katrol tetap adalah dua kali besar percepatan benda pada katrol bebas. Secara matematis, hubungan percepatan balok 1 dan balok 2 adalah sebagai = 2a2 …………… Pers. demikian, apabila kita subtitusikan persamaan ke dalam persamaan maka kita peroleh persamaan m2a2 = m2g4m1a2 + m2a2 = m2g4m1 + m2a2 = m2ga2 = m2g/4m1 + m2 …………… Pers. masukkan nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan = 410/[43 + 4]a2 = 40/12 + 4a2 = 40/16a2 = 2,5 m/s2kemudian kita masukkan nilai a2 ke dalam persamaan = 2a2a1 = 22,5a1 = 5 m/s2Jadi, besar percepatan balok 1 adalah 5 m/s2 sedangkan besar percepatan balok 2 adalah 2,5 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali sistem, maka kita dapat memasukkan nilai a1 ke persamaan atau memasukkan nilai a2 ke persamaan = m1a1T = 35T = 15 NDengan demikian, besar gaya tegangan tali sistem adalah 15 Tiga balok bermassa m1, m2 dan m3 dihubungkan dengan tali-tali melalui dua buah katrol. Balok m1 dan m3 dalam keadaan menggantung sedangkan balok m2 berada di atas bidang datar seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut rangkaian di atas, massa balok 1, 2 dan 3 berturut-turut adalah 1 kg, 3 kg dan 6 kg dan percepatan gravitasi bumi di tempat itu adalah 10 m/s2. Kondisi dua katrol adalah licin serta massanya diabaikan. Tentukanlah percepatan ketiga balok, tegangan tali antara balok 1 dan 2 serta tegangan tali antara balok 2 dan 3 apabila bidang datar = 1 kgm2 = 3 kgm3 = 6 kgg = 10 m/s2μ = 0,2 bidang datar kasarDitanyakan Percepatan dan gaya tegangan taliJawabKarena kondisi bidang datar licin dan m3 > m2 > m1 maka sistem akan bergerak “searah jarum jam”. Diagram gaya yang bekerja pada sistem ini diperlihatkan pada gambar menentukan percepatan dan gaya tegangan tali, pertama kita uraikan terlebih dahulu resultan gaya dengan meninjau gerak masing-masing balok menggunakan Hukum II Newton sebagai Balok 1FY = maT1 – w1 = m1aT1 – m1g = m1aT1 = m1a + m1g ............... Pers. Balok 2FX = maT2 – T1 = m2a ............... Pers. subtitusikan persamaan ke dalam persamaan – m1a + m1g = m2aT2 = m1a + m2a + m1g ............... Pers. Balok 3FY = maw3 – T2 = m3am3g – T2 = m3a ............... Pers. persamaan ke dalam persamaan – m1a + m2a + m1g = m3am1a + m2a + m3a = m3g – m1gm1 + m2 + m3a = m3 – m1ga = m3 – m1g/m1 + m2 + m3 ............... Pers. nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan = 6 – 110/1 + 3 + 6a = 510/10a = 5 m/s2Jadi, besar percepatan ketiga balok pada kondisi bidang datar licin adalah 5 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali antara balok 1 dan balok 2, masukkan nilai percepatan ke persamaan Sedangkan untuk menentukan gaya tegangan tali antara balok 2 dan balok 3, masukkan nilai percepatan ke persamaan Tali antara Balok 1 dengan Balok 2T1 = m1a + m1gT1 = 15 + 110T1 = 5 + 10T1 = 15 NJadi, besar gaya tegangan tali antara balok 1 dengan balok 2 adalah 15 Tali antara Balok 2 dengan Balok 3T2 – T1 = m2aT2 – 15 = 35T2 = 15 + 15T2 = 30 NJadi, besar gaya tegangan tali antara balok 2 dengan balok 3 adalah 30 Newton. PembahasanUntuk mengerjakan soal ini, kita bisa menggunakan aturan sinus dari keseimbangan partikel. Aturan ini menyatakan bahwa perbandingan antara gaya dengan nilai sinus sudut di hadapannya selalu tetap. Jadi, besar tegangan 1 adalah danbesar tegangan 2adalahUntuk mengerjakan soal ini, kita bisa menggunakan aturan sinus dari keseimbangan partikel. Aturan ini menyatakan bahwa perbandingan antara gaya dengan nilai sinus sudut di hadapannya selalu tetap. Jadi, besar tegangan 1 adalah dan besar tegangan 2 adalah

besar tegangan tali p adalah