Bank Soal Fisika SMA Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel

Soal

Pilgan

Perhatikan gambar berikut.

Tiga buah balok yaitu balok A, balok B, dan balok C terletak di atas meja yang memiliki permukaan licin. Balok A memiliki massa 2,5 kg, balok B memiliki massa 1,5 kg, dan balok C memiliki massa 1 kg. Jika sistem tersebut ditarik dengan gaya FF sebesar 10 N, maka perbandingan besar tegangan tali antara balok A dan balok B dengan tegangan tali antara balok B dan balok C adalah ....

A

1 : 1

B

3 : 5

C

5 : 3

D

5 : 8

E

8 : 5

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar sistem tiga balok dihubungkan dengan tali.

Massa balok A mAm_{\text{A}} = 2,5 kg

Massa balok B mBm_{\text{B}} = 1,5 kg

Massa balok C mCm_{\text{C}} = 1 kg

Gaya tarik FF = 10 N

Ditanya:

Perbandingan tegangan tali antara balok A dan balok B dengan tegangan tali antara balok B dan balok C TAB : TBC=T_{\text{AB}}\ :\ T_{\text{BC}}=?

Dijawab:

Pada kasus ini berlaku hukum II Newton yang dirumuskan dengan persamaan berikut.

ΣF=ma\Sigma F=ma

Mula-mula meninjau gaya-gaya yang bekerja pada ketiga balok yang searah dengan gerak balok melalui diagram bebas berikut.

Karena sistem dianggap sabagai satu kesatuan, maka terlebih dahulu menentukan percepatan sistem melalui persamaan hukum II Newton sebagai berikut.

F=Σma\text{F}=\Sigma ma

a=FΣma=\frac{F}{\Sigma m}

a=FmA+mB+mCa=\frac{F}{m_{\text{A}}+m_{\text{B}}+m_{\text{C}}}

a=102,5+1,5+1a=\frac{10}{2,5+1,5+1}

a=105a=\frac{10}{5}

a=2a=2 m/s2

Selanjutnya menentukan tegangan tali antara balok A dan balok B melalui persamaan berikut.

ΣF=mAa\Sigma F=m_{\text{A}}a

TAB=(2,5)(2)T_{\text{AB}}=\left(2,5\right)\left(2\right)

TAB=5T_{\text{AB}}=5 N

Kemudian menentukan tegangan tali antara balok B dan balok C melalui persamaan berikut.

ΣF=mBa\Sigma F=m_{\text{B}}a

TABTBC=mBaT_{\text{AB}}-T_{\text{BC}}=m_{\text{B}}a

TBC=TAB+mBaT_{\text{BC}}=T_{\text{AB}}+m_{\text{B}}a

TBC=5+(1,5)(2)T_{\text{BC}}=5+\left(1,5\right)\left(2\right)

TBC=5+3T_{\text{BC}}=5+3

TBC=8T_{\text{BC}}=8 N

Melalui hasil yang telah diperoleh, maka dapat dibuat suatu perbandingan sebagai berikut.

TABTBC=58\frac{T_{\text{AB}}}{T_{\text{BC}}}=\frac{5}{8}

Jadi, perbandingan besar tegangan tali antara balok A dan balok B dengan tegangan tali antara balok B dan balok C adalah 5 : 8.

Video
18 Januari 2022
Dinamika Partikel
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