Latihan Fisika Kelas XI Keseimbangan Benda Tegar
# 5
Pilgan

Sebuah kafe memasang kanopi di depan bangunannya untuk menghindari tempias dari air hujan. Kanopi memiliki massa 5 kg dengan lebar 2 m. Pada saat perayaan tahun baru imlek, pada kanopi dipasang ornamen seberat 500 g. Kanopi dan ornamen tersebut dipasang dengan tampak samping sebagai berikut.

Besar gaya tegangan tali yang menopang kanopi tersebut adalah .... (percepatan gravitasi = 10 m/s2)

A

20 N

B

30 N

C

40 N

D

50 N

E

60 N

Pembahasan:

Diketahui:

Massa kanopi mKm_{\text{K}} = 5 kg

Massa ornamen mOm_{\text{O}} = 500 g = 0,5 kg

Lebar kanopi ll = 2 m

Percepatan gravitasi gg = 10 m/s2

Ditanya:

Gaya tegangan tali TT = ?

Jawab:

Keadaan seimbang adalah keadaan di mana total torsi yang bekerja pada suatu sistem adalah nol.

Kita gambarkan dahulu gaya-gaya yang bekerja. Torsi atau momen gaya adalah besaran yang menunjukan seberapa besar gaya yang diberikan untuk memutar suatu benda terhadap suatu poros tertentu.

Στ=0\Sigma\tau=0

τT+τK+τO=0-\tau_{\text{T}}+\tau_{\text{K}}+\tau_{\text{O}}=0 (karena torsi akibat gaya tegangan tali menyebabkan perputaran berlawanan arah jarum jam)

τT=τK+τO\tau_{\text{T}}=\tau_{\text{K}}+\tau_{\text{O}}

TlT=wKlK+wOlOT'l_{\text{T}}=w_{\text{K}}l_{\text{K}}+w_{\text{O}}l_{\text{O}}

(Tsinθ)lT=mKglK+mOglO\left(T\sin\theta\right)l_{\text{T}}=m_{\text{K}}gl_{\text{K}}+m_{\text{O}}gl_{\text{O}}

(Tsin30°)(2)=5(10)(1)+0,5(10)(2)\left(T\sin30\degree\right)\left(2\right)=5\left(10\right)\left(1\right)+0,5\left(10\right)\left(2\right)

(12T)(2)=50+10\left(\frac{1}{2}T\right)\left(2\right)=50+10

T=60T=60 N

Jadi, besar gaya tegangan tali yang menopang kanopi tersebut adalah 60 N.