Contoh soal penerapan hukum Newton pada sistem beban tali dan katrol

2 Contoh soal penerapan hukum Newton pada sistem beban tali dan katrol

1. Massa balok 1 adalah 2 kg, massa balok 2 adalah 3 kg, percepatan gravitasi adalah 10 m/s2. Tentukan (a) besar dan arah percepatan sistem (b) besar gaya tegangan tali!
Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-1Pembahasan

Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-2Diketahui :
Massa balok 1 (m1) = 2 kg
Massa balok 2 (m2) = 3 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Berat balok 1 (w1) = m1 g = (2)(10) = 20 Newton
Berat balok 2 (w2) = m2 g = (3)(10) = 30 Newton
Jawab :
(a) besar dan arah percepatan sistem
w2 > w1 karenanya balok 2 bergerak ke bawah, balok 1 bergerak ke atas. Jadi sistem bergerak searah putaran jarum jam. Gaya yang searah gerakan sistem, yakni w2 dan T1, bertanda positif. Gaya yang berlawanan arah dengan gerakan sistem, yakni T2 dan w1, bertanda negatif.
Contoh soal penerapan hukum Newton pada sistem beban tali katrol 3Gaya tegangan tali sama besar pada setiap bagian tali.
Jadi T1 = T2 = T
w2 – T + T – w1 = (m1 + m2) a
w2 – w1 = (m1 + m2) a
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = 5 a
a = 10 / 5
a = 2 m/s2
Besar percepatan sistem adalah 2 m/s2.
(b) besar gaya tegangan tali 
Tinjau balok 2.
Terdapat dua gaya yang bekerja pada balok 2. Pertama, gaya berat balok 2 (w2) yang arahnya ke bawah, searah dengan gerakan balok 2, sehingga bertanda positif. Kedua, gaya tegangan tali pada balok 2 (T2) yang arahnya ke atas, berlawanan dengan arah gerakan balok 2, sehingga bertanda negatif.  Terapkan hukum II Newton :
Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-4Tinjau balok 1.
Terdapat dua gaya yang bekerja pada balok 1. Pertama, gaya berat balok 1 (w1) yang arahnya ke bawah, berlawanan dengan arah gerakan balok 1, sehingga bertanda negatif. Kedua, gaya tegangan tali pada balok 1 (T1) yang arahnya ke atas, searah dengan arah gerakan balok 1, sehingga bertanda positif.  Terapkan hukum II Newton :
Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-5Besar gaya tegangan tali = T1 = T2 = T = 24 Newton

BACA JUGA  Contoh soal Asas Black

2. Balok 1 berada di atas bidang datar kasar ada gesekan. Massa balok 1 adalah 2 kg, massa balok 2 adalah 4 kg, percepatan gravitasi adalah 10 m/s2, koefisien gesek statis dan kinetis adalah 0,4 dan 0,3. Apakah sistem diam atau bergerak ? Jika sistem bergerak, tentukan besar dan arah percepatan sistem!
Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-6Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-7Pembahasan
Gaya tegangan tali (T) tidak digambarkan karena seperti pada perhitungan soal sebelumnya, gaya tegangan tali pada akhirnya dilenyapkan dari persamaan. Jika ditanyakan dalam soal maka gaya tegangan tali perlu digambarkan tetapi jika tidak ditanyakan dalam soal maka abaikan saja.

Diketahui :
Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-8Ditanya : apakah sistem diam atau bergerak ? jika bergerak, tentukan besar dan arah percepatan sistem!
Jawab :
Karena w2 > fs (40 Newton > 8 Newton) maka sistem bergerak, di mana balok 2 bergerak vertikal ke bawah dan balok 1 bergerak horisontal ke kanan. Ketika sistem sedang bergerak, gaya gesek yang bekerja pada balok 1 adalah gaya gesek kinetis (fk). Terapkan hukum II Newton :
Contoh-soal-penerapan-hukum-Newton-pada-sistem-beban-tali-katrol-9Besar percepatan sistem adalah 5,7 m/s2

BACA JUGA  Urgensi Isu Kebutuhan Energi

[English : Bodies connected by cord and pulley – application of Newton’s law of motion]

Print Friendly, PDF & Email

Tinggalkan Balasan

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.

Eksplorasi konten lain dari Ilmu Pengetahuan

Langganan sekarang agar bisa terus membaca dan mendapatkan akses ke semua arsip.

Lanjutkan membaca