HermanAnis.com – Teman-teman semua, bahasan kita kali ini masih pada Seri Fisika Dasar yaitu Contoh Soal Tegangan Tali. Dalam artikel ini, kami akan memberikan informasi tentang bagaimana cara menentukan besar tegangan tali dari sistem benda tegar.
Contoh soal terkait:
Mari kita mulai!
Tegangan tali adalah salah satu bentuk gaya. Oleh karena itu, maka tegangan tali merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan arah. Tegangan tali biasanya disimbolkan dengan T dengan satuan Newton atau kgm/s2.
Contoh Soal Tegangan Tali
1. Contoh soal nomor 1
Perhatikan gambar di bawah ini!
Sebuah benda bermassa m tergantung dengan tali. Jika massa benda adalah 2 kg, berapa besar gaya tegangan tali.
Baca Juga: Contoh Soal Gaya Gesek
Penyelesaian:
Untuk menjawab soalan ini, kita gambarkan dulu gaya-gaya yang bekerja pada sistem.
Dari gambar 2, kita dapat formulasikan,
T – W = 0 –> hukum I newton (benda dalam keadaan diam)
Sehingga di peroleh,
T = W = m.g
Kita ambil percepatan gravitasi g = 10 m/s2, dan karena m = 2 kg, maka,
T = 2 kg x 10 m/s2 = 20 kgm/s2
Sehingga T = 20 N, (ingat bahwa 1 N = 1 kgm/s2).
Sebagai tambahan, gaya berat W bukan aksi reaksi dengan T. Pada gambar 2, tegangan tali aksi-reaksi, antara T yang arahnya ke atas dan T yang arahnya ke bawah.
2. Contoh soal nomor 2
Perhatikan gambar di bawah ini!
Dua benda bermassa m1 dan m2 yang dihubungkan dengan tali (tidak kendur) dan di gantungkan pada sebuah katrol seperti pada gambar. Tentukan besar tengangan tali T1, T2 dan T3 jika massa kedua benda sama sebesar 2 kg!
Penyelesaian:
Untuk menjawab soalan ini, kita kembali gambarkan dulu gaya-gaya yang bekerja pada sistem. Gaya yang bekerja pada sistem diberikan dalam gambar berikut.
Mari, kita analisis satu persatu.
a. Analisis benda m1
Kita mulai dari benda m1, perhatikan diagram bebas gaya di bawah ini!
Karena benda atau sistem dalam keadaan diam, maka pada setiap benda berlaku hukum I newton yaitu, jumlah gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.
T1 – W1 = 0 –> hukum I newton (benda dalam keadaan diam)
Sehingga di peroleh,
T1 = T1 = m1.g
Kita ambil percepatan gravitasi g = 10 m/s2, dan karena m1 = 2 kg, maka,
T1 = 2 kg x 10 m/s2 = 20 kgm/s2
Sehingga T1 = 20 N, (ingat bahwa 1 N = 1 kgm/s2).
Baca Juga: Contoh Soal Hukum Newton 2
2. Analisis benda m2
Baik, kita lanjut analisis untuk benda m2. Perhatikan diagram bebas gaya pada benda m2 di bawah ini!
Karena benda atau sistem dalam keadaan diam, maka pada setiap benda berlaku hukum newton I yaitu, jumlah gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.
T2 – W2 = 0 –> hukum I newton (benda dalam keadaan diam)
Sehingga di peroleh,
T2 = T2 = m2.g
Kita ambil percepatan gravitasi g = 10 m/s2, dan karena m2 = 2 kg, maka,
T2 = 2 kg x 10 m/s2 = 20 kgm/s2
Sehingga T2 = 20 N, (ingat bahwa 1 N = 1 kgm/s2).
Dari hasil ini kita dapat simpulkan tegangan tali antara T1 dan T2 besarnya sama. Hal ini juga mengkonfirmasi bahwa sistem dalam keadaan diam.
c. Analisis benda katrol pada contoh soal tegangan tali
Kita lanjut dengan bagaimana gaya-gaya yang bekerja pada katrol. Perhatikan gambar berikut!
Karena benda atau sistem dalam keadaan diam, maka pada setiap benda berlaku hukum I newton yaitu, jumlah gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. Olehnya itu maka,
T3 – (T2 + T1) = 0 –> hukum I newton (benda dalam keadaan diam)
T3 = T2 + T1 = 2 T1
Sehingga,
T3 = 2 T1 = 2 T2
Karena T1 = T2 = 20 N, sehingga akan diperoleh bahwa,
T3 = 2 T1 = 2 x 20 N = 40 N
Sehingga T3 = 40 N.
Dari hasil ini, dapat kita simpulkan bahwa, jika ada sistem dalam keadaan diam seperti dalam soalan ini, maka selalu berlaku, T1 = T2 dan T3 = 2T1 atau T3 = 2T2.
Terima kasih telah membaca artikel ini,
semoga bermanfaat.