Latihan Fisika Kelas XI Keseimbangan Benda Tegar
# 7
Pilgan

Perhatikan gambar berikut.

 

Sebuah beban digantungkan dengan tali seperti pada gambar. Keadaan beban tersebut berada pada keadaan seimbang. Apabila tegangan tali 1 (T1) sebesar 10 N, maka tegangan tali 2 (T2) adalah ....

A

1010 N

B

10210\sqrt{2} N

C

2020 N

D

20220\sqrt{2} N

E

15315\sqrt{3} N

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar beban yang digantungkan pada dinding dan plafon menggunakan tali.

 

Tegangan tali T1=10T_1=10 N

Ditanya:

Tegangan tali 2 T2=?T_2=?

Dijawab:

Keadaan seimbang adalah keadaan di mana total gaya yang bekerja pada suatu sistem adalah nol. Pada kondisi seperti soal, kita dapat proyeksikan gaya-gaya nya pada sumbu-XX dan sumbu-YY. Kita gambarkan sistem pada soal dengan mengganti gambar bebannya dengan garis gaya. 

Kemudian gambarkan gaya-gaya tersebut pada sumbu-XX dan sumbu-YY.

 

Kemudian gambarkan gaya-gaya proyeksinya.

 

Kita tinjau untuk sumbu-XX.

ΣFx=0\Sigma F_x=0

T2xT1=0T_{2x}-T_1=0

T2cos45o10=0T_2\cos45^o-10=0

T2(122)=10T_2\left(\frac{1}{2}\sqrt{2}\right)=10

T2=10122T_2=\frac{10}{\frac{1}{2}\sqrt{2}}

T2=202T_2=\frac{20}{\sqrt{2}}

T2=202(22)T_2=\frac{20}{\sqrt{2}}\left(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}\right)

T2=2022T_2=\frac{20}{2}\sqrt{2}

T2=102T_2=10\sqrt{2} N

Atau dengan menggunakan persamaan yang sudah ada, yaitu sebagai berikut.

T1sinγ=T2sinβ=T3sinα\frac{T_1}{\sin\gamma}=\frac{T_2}{\sin\beta}=\frac{T_3}{\sin\alpha}

T2sinβ=T1sinγ\frac{T_2}{\sin\beta}=\frac{T_1}{\sin\gamma}

T2sin90o=10sin(45+90)o\frac{T_2}{\sin90^o}=\frac{10}{\sin\left(45+90\right)^o}

T2=10sin135oT_2=\frac{10}{\sin135^o}

T2=10122T_2=\frac{10}{\frac{1}{2}\sqrt{2}}

T2=202T_2=\frac{20}{\sqrt{2}}

T2=202(22)T_2=\frac{20}{\sqrt{2}}\left(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}\right)

T2=2022T_2=\frac{20}{2}\sqrt{2}

T2=102T_2=10\sqrt{2} N

Jadi, tegangan tali 2 (T2) sebesar 10210\sqrt{2} N.