Bank Soal Fisika SMA Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel

Soal

Pilgan

Tiga utas tali saling tersimpul dan ujungnya diikatkan pada balok seperti pada gambar. Jika pada tali 1 memiliki besar tegangan 40 N, maka besar gaya tegangan pada tali 3 adalah ... N

A

24

B

32

C

40

D

42

E

55

Pembahasan:

Diketahui:

Gaya tegangan pada tali 1 T1T_1 = 40 N

Sudut kemiringan tali 3 terhadap sumbu-XX θ3\theta_3 = 37°°

Sudut kemiringan tali 2 terhadap sumbu-XX θ2θ_2 = 53°53°

Ditanya:

Gaya tegangan pada tali 3 T3 T_3 = ?

Jawab:

Terdapat dua gaya yang bekerja pada sistem yaitu gaya berat dan gaya tegangan tali. Gaya berat adalah gaya yang dipengaruhi oleh gravitasi bumi dan arahnya selalu menuju ke pusat bumi. Gaya tegangan tali adalah gaya pada ujung-ujung tali yang terjadi akibat kondisi tali yang tegang.

Untuk menyelesaikan kasus ini, gunakan Hukum II Newton ΣF=ΣmaΣF=Σma dengan meninjau masing-masing gaya yang bekerja pada sumbu-X dan sumbu-Y. Uraikan terlebih dahulu gaya-gaya yang bekerja pada sumbu-X dan sumbu-Y seperti pada gambar berikut. Anggap arah kanan sebagai sumbu-X positif, sebaliknya arah kiri sebagai sumbu-X negatif. Serta arah atas sebagai sumbu-Y positif dan arah bawah sebagai sumbu-Y negatif.

(1) Tinjau sumbu-X

Karena ketiga tali berada dalam keadaan seimbang pada sumbu-X maka ΣFx=0ΣF_x=0.

ΣFx=0ΣF_x=0

T2cos53°T3cos37°=0T_2\cos53°-T_3\cos37°=0

T2cos53°=T3cos37°T_2\cos53°=T_3\cos37°

T2(0,6)=T3(0,8)T_2\left(0,6\right)=T_3\left(0,8\right)

T2=0,8T30,6T_2=\frac{0,8T_3}{0,6} ... (1)

(2) Tinjau sumbu-Y

Karena ketiga tali berada dalam keadaan seimbang pada sumbu-Y maka ΣFy=0ΣF_y=0.

ΣFy=0ΣF_y=0

T1T2sin53°T3sin37°=0T_1-T_2\sin53°-T_3\sin37°=0

T1=T2sin53°+T3sin37° T_1=T_2\sin53°+T_3\sin37°\

=T2(0,8)+T3(0,6)=T_2\left(0,8\right)+T_3\left(0,6\right)

=0,8T2+0,6T3=0,8T_2+0,6T_3 ... (2)

Substitusikan persamaan (1) ke dalam persamaan (2).

T1=0,8T2+0,6T3T_1=0,8T_2+0,6T_3

=0,8(0,8T30,6)+0,6T3=0,8\left(\frac{0,8T_3}{0,6}\right)+0,6T_3

=(0,64T30,6)+0,6T3=\left(\frac{0,64T_3}{0,6}\right)+0,6T_3

=(0,64T30,6)+(0,36T30,6)=\left(\frac{0,64T_3}{0,6}\right)+\left(\frac{0,36T_3}{0,6}\right)

=1,00T30,6=\frac{1,00T_3}{0,6}

T3=0,6 T1T_3=0,6\ T_1 ... (3)

Substitusikan nilai T1T_1 ke dalam persamaan (3).

T3=(0,6)(40)=24T_3=\left(0,6\right)\left(40\right)=24 N

Jadi, besar gaya tegang pada tali 3 adalah 24 N.

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