Contoh Soal Sistem Katrol Memilih Tegangan Tali

- Contoh soal dan pembahasan memilih besar tegangan tali yang dialami oleh benda pada sistem katrol. Dua benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg diikat pada seutas tali dan ditautkan pada katrol menyerupai gambar. Jika massa katrol diabaikan dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka besar tegangan tali yang dialami sistem ialah ....
A. T = 50 N
B. T = 40 N
C. T = 30 N
D. T = 24 N
E. T = 20 N

Pembahasan :
Dik : mA = 2 kg, mB = 3 kg, g = 10 m/s2
Dit : T = ......?

Untuk menuntaskan soal ini, Sobat Tafsi sanggup memakai konsep dinamika partikel khususnya penerapan aturan Ohm pada sistem katrol.

Soal ini juga sanggup Sobat selesaikan memakai konsep dinamika rotasi atau gerak rotasi yaitu pada pembahasan mengenai gerak sistem katrol.

Akan tetapi, alasannya ialah massa katrol pada soal diabaikan, tidak ada perhitungan inersia katrol jadi kita sanggup memakai konsep dinamika partikel saja.

 Contoh soal dan pembahasan memilih besar tegangan tali yang dialami oleh benda pada si CONTOH SOAL SISTEM KATROL MENENTUKAN TEGANGAN TALI

Ketika dua benda yang massanya berbeda dihubungkan dengan seutas tali dan ditautkan pada katrol, maka sistem akan bergerak menuju benda yang paling berat.

Ketika bergerak, kedua benda mengalami percepatan yang sama sebesar a dan mengalami tegangan tali yang besarnya juga sama sebesar T.

Untuk jelasnya, coba perhatikan gambar untuk soal di atas!

Ketika benda A dan benda B diletakkan pada sistem katrol menyerupai gambar di atas, maka sistem akan bergerak menuju benda B alasannya ialah benda B lebih berat.

Jadi, pada sistem katrol tersebut, benda B akan bergerak ke bawah, sedangkan benda A bergerak ke atas.

Jika gaya-gaya yang bekerja pada kedua benda kita gambarkan, maka lebih kurang akan terlihat menyerupai gambar di bawah ini.

 Contoh soal dan pembahasan memilih besar tegangan tali yang dialami oleh benda pada si CONTOH SOAL SISTEM KATROL MENENTUKAN TEGANGAN TALI


Pada gambar di atas, sanggup Sobat Tafsi lihat bahwa kedua benda sama-sama mengalami dua gaya dalam arah vertikal yaitu gaya berat W dan tegangan tali T.

Gaya berat bekerja dengan arah ke bawah sementara gaya tegangan tali bekerja ke arah atas.

Kenapa arah tegangan tali ke atas?

Karena gaya tegangan tali fungsinya menahan benda. Logikanya, jikalau arah tegangan tali ke bawah, berarti tegangan tali mendorong benda bukan menahannya.

Nah, untuk menuntaskan soal, kita sanggup menerapkan aturan Newton pada masing-masing benda sebagai berikut.

Hukum Newton yang kita gunakan ialah aturan II Newton alasannya ialah benda A dan benda B bergerak dengan percepatan a.

Pada benda A:
⇒ ∑F = m . a
⇒ T - WA = mA . a
⇒ T - (mA . g) = mA . a
⇒ T - (2. 10) = 2a
⇒ T = 2a + 20

Pada benda B:
⇒ ∑F = m . a
⇒ WB - T = mB . a
⇒ (mB . g) - T = mB . a
⇒ (3. 10) - T = 3a
⇒ T = 30 - 3a

Catatan : pada perhitungan di atas, gaya yang arahnya searah dengan gerak diberi tanda faktual dan yang arahnya berlawanan arah gerak diberi tanda negatif.

Karena benda A bergerak ke atas, maka T positif, sedangkan W negatif. Sebaliknya, alasannya ialah benda B bergerak ke bawah, maka W faktual dan T negatif.

Karena benda A dan benda B mengalami tegangan tali yang sama besar yaitu T, maka berlaku:
⇒ T = T
⇒ 2a + 20 = 30 - 3a
⇒ 2a + 3a = 30 - 20
⇒ 5a = 10
⇒ a = 2 m/s2

Nah, alasannya ialah nilai percepatan nya sudah diperoleh, maka nilai tegangan tali sanggup ditentukan dengan mensubstitusikan nilai a ke persamaan T.

Kita ambil persamaan T dari benda A:
⇒ T = 2a + 20
⇒ T = 2(2) +20
⇒ T = 4 + 20
⇒ T = 24 N

Hasil yang sama juga diperoleh melalui persamaan T pada benda B:
⇒ T = 30 - 3a
⇒ T = 30 - 3(2)
⇒ T = 30 - 6
⇒ T = 24 N

Jadi, besar tegangan tali yang dialami oleh kedua benda dalam sistem katrol tersebut ialah 24 N.
Jawaban : D

Tips Edutafsi:
Penyelesaian di atas merupakan penyelesaian beruntun menurut konsep dasar. Cara menyerupai itu cantik untuk meningkatkan analisis soal.

Tapi, soal itu juga sanggup diselesaikan dengan waktu relatif lebih singkat asal Sobat Tafsi sanggup menghapal rumusnya.
T = mA.WB + mB.WA
mA + mB

Kemudian, substitusikan nilai a ke persamaan tegangan tali:
⇒ T = (mA . WB + mB . WA) / (mA + mB)
⇒ T = (2.30 + 3.20) / (2 + 3)
⇒ T = (60 + 60) / 5
⇒ T = 120/5
⇒ T = 24 N

Demikian pembahasan teladan soal ihwal dinamika partikel, yaitu memilih besar tegangan tali yang dialami benda pada sebuah sistem katrol.

Baca juga : Contoh Dinamika Partikel - Menentukan Perpindahan Benda.

Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi membagikannya kepada teman-teman Kalian melalui tombol share yang tersedia.

Untuk pembahasan teladan soal dinamika partikel atau teladan soal fisika lainnya, Sobat Tafsi sanggup melihatnya di sajian teladan fisika atau melalui kategori di bawah ini.