Bank Soal Fisika SMA Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel

Soal

Pilgan

Mula-mula balok A dan B dihubungkan dengan tali melalui katrol licin seperti pada gambar sehingga balok B mulai bergerak ke bawah. Jika massa balok A, B dan C masing-masing sebesar 3 kg, 4 kg dan 7 kg, berapakah percepatan sistem setelah balok C diletakkan tepat di atas balok A dan gaya gesek diabaikan?

A

3 m/s2

B

2,5 m/s2

C

2 m/s2

D

1,5 m/s2

E

1 m/s2

Pembahasan:

Diketahui:

Massa balok A mAm_A = 3 kg

Massa balok B mBm_B = 4 kg

Massa balok C mCm_C = 7 kg

Ditanya:

Percepatan sistem a=a= ?

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 benda. 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 balok A dan C

Balok A dan balok C dianggap sebagai satu kesatuan, maka untuk kedua balok berlaku mtotal=mA+mCm_{total}=m_A+m_C. Karena balok A dan C bergerak secara horizontal saja maka ΣFy=0ΣF_y=0.

ΣFx=ΣmaΣF_x=Σma

T=(mA+mC)aT=\left(m_A+m_C\right)a

=(5+7)a=\left(5+7\right)a

=12a=12a ... (1)

(2) Tinjau balok B

Karena balok B bergerak secara vertikal saja maka ΣFx=0.ΣF_x=0.

ΣFy=ΣmaΣF_y=Σma

TwB=mBaT-w_B=-m_Ba (tanda negatif karena percepatan ke bawah)

T=wBmBaT=w_B-m_Ba

=mBgmBa=m_Bg-m_Ba

=(4)(10)4a=\left(4\right)\left(10\right)-4a

=404a=40-4a ... (2)

Substitusikan persamaan (1) dan (2)

12a=404a12a=40-4a

12a+4a=4012a+4a=40

16a=4016a=40

a=4016a=\frac{40}{16}

=2,5=2,5 m/s2

Jadi, besarnya percepatan sistem adalah 2,5 m/s2.

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