Bank Soal Fisika SMA Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel

Soal

Pilgan

Perhatikan gambar berikut.

Jika gaya gesek diabaikan, maka gaya tegangan tali yang terjadi pada kedua balok adalah … N.

A

1

B

1,5

C

2

D

2,5

E

3

Pembahasan:

Diketahui:

Massa balok 1 m1m_1 = 2 kg

Massa balok 2 m2m_2 = 8 kg

Sudut kemiringan gaya θθ = 60°

Gaya tarik FF = 20 N

Ditanya:

Gaya tegang tali TT = ?

Jawab:

Pada kasus ini terdapat dua gaya yang bekerja pada sistem yaitu gaya tegangan tali dan gaya tarik. Gaya tegang tali adalah gaya pada ujung-ujung tali yang diakibatkan oleh kondisi tali yang tegang. Gaya tarik adalah gaya yang disebabkan oleh tarikan pada benda.

Untuk menyelesaikan soal ini gunakan hukum II Newton ΣF=ΣmaΣF=Σma. Terlebih dahulu uraikan gaya-gaya yang bekerja pada sumbu-X dan sumbu-Y seperti pada gambar berikut. Anggaplah arah ke kanan sebagai sumbu-X positif dan arak ke kiri sebagai sumbu-X negatif.

Karena sistem bergerak secara horizontal maka ΣFy=0ΣF_y=0 Pada balok 1 hanya terjadi gaya tegang tali. Sedangkan pada balok 2 terjadi gaya tegangan tali dan gaya tarik dengan sudut kemiringan 60°.

(1) Tinjau balok 1

ΣFy=Σm1aΣF_y=Σm_1a

T=m1aT=m_1a

=2a=2a ... (1)

(2) Tinjau balok 2

ΣF x=Σm2aΣF\ _x=Σm_2a

F cos θT=m2aF\ \cos\ θ-T=m_2a

20 cos 60°T=8a20\ \cos\ 60°-T=8a

(20)(12)T=8a\left(20\right)\left(\frac{1}{2}\right)-T=8a

10T=8a10-T=8a

T=108aT=10-8a ... (2)

Substitusikan persamaan (1) dan (2)

2a=108a2a=10-8a

2a+8a=102a+8a=10

10a=1010a=10

a=1010a=\frac{10}{10} =1=1 m/s2

Cari tegangan dengan mensubstitusikan nilai aa ke persamaan (1) atau persamaan (2)

T=m1aT=m_1a

T=(2)(1)T=\left(2\right)\left(1\right)

=2=2 N

Jadi, tegangan tali sebesar 2 N.

Video
18 Januari 2022
Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel | Fisika | Kelas X
Rangkuman

Siswa

Ingin latihan soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Guru

Ingin akses bank soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Soal Populer Hari Ini

Cek Contoh Kuis Online

Kejar Kuis

Cek Contoh Bank Soal

Kejar Soal