1. Sekolah Dasar
  2. Sekolah Menengah Pertama
  3. Sekolah Menengah Atas
  4. Mata Pelajaran
  5. Programming

Sebuah sistem balok mempunyai massa mA = 7.6 kg dan

Berikut ini adalah pertanyaan dari alfiansyaharel pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Sebuah sistem balok mempunyai massa mA = 7.6 kg dan balok B mempunyai massa mB = 3.7 kg. Koefisien gesek kinetik antara balok B dan bidang horizontal adalah μk = 0.5. Bidang miring tidak mempunyai gesekan dan mempunyai sudut θ = 30o. Katrol hanya berfungsi untuk mengubah arah tali yang menghubungkan kedua balok. Massa tali dapat diabaikan.Apabila nilai gravitasi bumi g = 10 m/s2, tentukan nilai tegangan tali dari sistem di atas.

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jadi, tegangan tali dari sistem tersebut bernilai 68,93 N.

Pendahuluan

Hai ! Kali ini saya akan bantu membahas mengenai sistem bidang miring dan tegangan tali yang terjadi. Pada dua benda yang saling menarik dan tergantung dan dihubungkan dengan satu tali yang sama, tegangan tali pada setiap kondisi adalah sama tergantung dengan kondisi gerak sistem (percepatan pada sistem).

Pembahasan

Rumus-rumus yang menjadi garis-garis besar dalam mengerjakan soal ini. Intinya selalu lihat komponen gaya pada gambar terlampir.

Gaya naik (F) pada bidang miring

Jika saat benda dalam keadaan turun, maka berlaku \boxed{\sf{F = w \cdot \sin(\theta)}} . Maka, pada kondisi ini, benda akan tertarik ke atas, karena benda A memiliki massa yang lebih besar. Maka dari itu, saat melawan gayanya, persamaan yang berlaku :

\boxed{\sf{\bold{F = - w \cdot \sin(\theta)}}} atau \boxed{\sf{\bold{F = - (m \cdot g) \cdot \sin(\theta)}}}

Dengan ketentuan :

  • F = gaya yang bekerja (N)
  • w = gaya berat benda (N)
  • m = massa benda (kg)
  • g = percepatan gravitasi (m/s²)
  • \sf{\theta} = sudut elevasi bidang miring (°)

Gaya gesek (f) pada bidang miring

Jika benda dianggap telah bergerak, maka akan menggunakan \sf{f_k} atau gaya gesek kinetik dengan pembentukanpersamaan sebagai berikut :

\sf{f_k = \mu_k \cdot N}

\sf{f_k = \mu_k \cdot (- w \cdot \cos(\theta))}

\boxed{\sf{\bold{f_k = \mu_k \cdot (- m \cdot g \cdot \cos(\theta))}}}

Dengan ketentuan :

  • \sf{f_k} = gaya gesek kinetik (N)
  • \sf{\mu_k} = koefisien gesek kinetik
  • m = massa benda (kg)
  • g = percepatan gravitasi (m/s²)
  • \sf{\theta} = sudut elevasi bidang miring (°)

Gaya berat benda (w) pada menggantung

Gaya berat benda adalah yang paling bebas rumusnya, karena hanya terpengaruh oleh massa dan gravitasi. Arahnya pun sudah ke bawah, jadi gunakan saja :

\boxed{\sf{\bold{w = m \cdot g}}}

Dengan ketentuan :

  • w = gaya berat benda (N)
  • m = massa benda (kg)
  • g = percepatan gravitasi (m/s²)

Langkah Penyelesaian :

Diketahui :

  • \sf{f_{tali}} = 0 N (tidak ada gesekan pada tali).
  • \sf{m_{tali}} = 0 kg (tali dianggap tak bermassa).
  • \sf{m_A} = massa benda A = 7,6 kg
  • \sf{m_B} = massa benda B = 3,7 kg
  • \sf{\mu_k} = koefisien gesek kinetik = 0,5
  • g = percepatan gravitasi = 10 m/s²
  • \sf{\theta} = sudut elevasi bidang miring = 30°

Ditanya : T = tegangan tali = ... N

Jawaban :

  • Tinjau terlebih dahulu gerak sistem A

\sf{\sum F = m_A \cdot a}

\sf{w_A - T_A = m_A \cdot a}

\sf{(m_A \cdot g) - T_A = m_A \cdot a}

\sf{T_A = (m_A \cdot g) - (m_A \cdot a)}

\sf{T_A = (7,6 \cdot 10) - (7,6 \cdot a)}

\sf{T_A = 76 - 7,6a} ... (1) >> Simpan

  • Tinjau kemudian sistem B

\sf{\sum F = m_B \cdot a}

\sf{T_b - F_b + f_k = m \cdot a}

\sf{T_b - (w_B \sin(\theta)) + (\mu_k \cdot N_B) = m_B \cdot a}

\sf{T_b + (\mu_k \cdot N) = m_B \cdot a + (m_B \cdot g \cdot \sin(\theta))}

\sf{T_b + (\mu_k \cdot (- m_B \cdot g \cdot \cos(\theta)) = m_B (a + g \sin(\theta))}

\sf{T_b - (\mu_k \cdot m_B \cdot g \cdot \cos(\theta)) = m_B (a + g \sin(\theta))}

\sf{T_b = m_B (a + g \sin(\theta) + (\mu_k \cdot m_B \cdot g \cdot \cos(\theta))}

\sf{T_b = 3,7 (a + 10 \sin(30^o) + (0,5 \cdot 3,7 \cdot 10 \cdot \cos(30^o))}

\sf{T_b = 3,7 (a + 10(0,5) + (0,5 \cdot 3,7 \cdot \cancel{10} \cdot (\frac{\sqrt{3}}{\cancel 2})}

\sf{T_b = 3,7 (a + 5) + (9,25 \sqrt{3})}

\sf{T_b = 37 a + 18,5 + 9,25 \sqrt{3}} ... (2) >> Simpan.

  • Karena tegangan tali di setiap kondisi adalah sama besar, maka persamaan (1) dan (2) di subtitusi untuk mencari nilai a (percepatan gerak kedua benda).

\sf{T_A = T_B}

\sf{76 - 7,6a = 37a + 18,5 + 9,25 \sqrt{3}}

\sf{37a + 7,6a = 76 - 18,5 - 9,25 \sqrt{3}}

\sf{44,6a \approx 76 - 18,5 - 16,02}

\sf{44,6a \approx 41,48}

\sf{a \approx \frac{41,48}{44,6}}

\sf{\bold{a \approx 0,93 \: m/s^2}}

  • Hitung kemudian tegangan tali, dengan mensubtitusi nilai a ≈ 0,93 m/s² ke salah satu persamaan. Saya subtitusikan ke persamaan (1) saja.

\sf{T = 76 - 7,6a}

\sf{T \approx 76 - 7,07}

\boxed{\sf{T \approx 68,93 \: N}}

Kesimpulan :

Jadi, tegangan tali dari sistem tersebut bernilai 68,93 N.

Pelajari Lebih Lanjut :

Detail Jawaban :

Kelas : 10

Mata Pelajaran : Fisika

Materi : Bab 6 – Hukum Newton (Gerak)

Kata Kunci : bidang miring; sistem bidang miring; komponen gaya bidang miring; menghitung tegangan tali.

Kode Kategorisasi : 10.6.6

Jadi, tegangan tali dari sistem tersebut bernilai 68,93 N.PendahuluanHai ! Kali ini saya akan bantu membahas mengenai sistem bidang miring dan tegangan tali yang terjadi. Pada dua benda yang saling menarik dan tergantung dan dihubungkan dengan satu tali yang sama, tegangan tali pada setiap kondisi adalah sama tergantung dengan kondisi gerak sistem (percepatan pada sistem).PembahasanRumus-rumus yang menjadi garis-garis besar dalam mengerjakan soal ini. Intinya selalu lihat komponen gaya pada gambar terlampir.Gaya naik (F) pada bidang miringJika saat benda dalam keadaan turun, maka berlaku [tex] \boxed{\sf{F = w \cdot \sin(\theta)}} [/tex]. Maka, pada kondisi ini, benda akan tertarik ke atas, karena benda A memiliki massa yang lebih besar. Maka dari itu, saat melawan gayanya, persamaan yang berlaku :[tex] \boxed{\sf{\bold{F = - w \cdot \sin(\theta)}}} [/tex] atau [tex] \boxed{\sf{\bold{F = - (m \cdot g) \cdot \sin(\theta)}}} [/tex]Dengan ketentuan :F = gaya yang bekerja (N)w = gaya berat benda (N)m = massa benda (kg)g = percepatan gravitasi (m/s²)[tex] \sf{\theta} [/tex] = sudut elevasi bidang miring (°)Gaya gesek (f) pada bidang miringJika benda dianggap telah bergerak, maka akan menggunakan [tex] \sf{f_k} [/tex] atau gaya gesek kinetik dengan pembentukan persamaan sebagai berikut :[tex] \sf{f_k = \mu_k \cdot N} [/tex][tex] \sf{f_k = \mu_k \cdot (- w \cdot \cos(\theta))} [/tex][tex] \boxed{\sf{\bold{f_k = \mu_k \cdot (- m \cdot g \cdot \cos(\theta))}}} [/tex]Dengan ketentuan :[tex] \sf{f_k} [/tex] = gaya gesek kinetik (N)[tex] \sf{\mu_k} [/tex] = koefisien gesek kinetikm = massa benda (kg)g = percepatan gravitasi (m/s²)[tex] \sf{\theta} [/tex] = sudut elevasi bidang miring (°)Gaya berat benda (w) pada menggantungGaya berat benda adalah yang paling bebas rumusnya, karena hanya terpengaruh oleh massa dan gravitasi. Arahnya pun sudah ke bawah, jadi gunakan saja :[tex] \boxed{\sf{\bold{w = m \cdot g}}} [/tex]Dengan ketentuan :w = gaya berat benda (N)m = massa benda (kg)g = percepatan gravitasi (m/s²)Langkah Penyelesaian :Diketahui :[tex] \sf{f_{tali}} [/tex] = 0 N (tidak ada gesekan pada tali).[tex] \sf{m_{tali}} [/tex] = 0 kg (tali dianggap tak bermassa).[tex] \sf{m_A} [/tex] = massa benda A = 7,6 kg[tex] \sf{m_B} [/tex] = massa benda B = 3,7 kg[tex] \sf{\mu_k} [/tex] = koefisien gesek kinetik = 0,5g = percepatan gravitasi = 10 m/s²[tex] \sf{\theta} [/tex] = sudut elevasi bidang miring = 30°Ditanya : T = tegangan tali = ... NJawaban :Tinjau terlebih dahulu gerak sistem A[tex] \sf{\sum F = m_A \cdot a} [/tex][tex] \sf{w_A - T_A = m_A \cdot a} [/tex][tex] \sf{(m_A \cdot g) - T_A = m_A \cdot a} [/tex][tex] \sf{T_A = (m_A \cdot g) - (m_A \cdot a)} [/tex][tex] \sf{T_A = (7,6 \cdot 10) - (7,6 \cdot a)} [/tex][tex] \sf{T_A = 76 - 7,6a} [/tex] ... (1) >> SimpanTinjau kemudian sistem B[tex] \sf{\sum F = m_B \cdot a} [/tex][tex] \sf{T_b - F_b + f_k = m \cdot a} [/tex][tex] \sf{T_b - (w_B \sin(\theta)) + (\mu_k \cdot N_B) = m_B \cdot a} [/tex][tex] \sf{T_b + (\mu_k \cdot N) = m_B \cdot a + (m_B \cdot g \cdot \sin(\theta))} [/tex][tex] \sf{T_b + (\mu_k \cdot (- m_B \cdot g \cdot \cos(\theta)) = m_B (a + g \sin(\theta))} [/tex][tex] \sf{T_b - (\mu_k \cdot m_B \cdot g \cdot \cos(\theta)) = m_B (a + g \sin(\theta))} [/tex][tex] \sf{T_b = m_B (a + g \sin(\theta) + (\mu_k \cdot m_B \cdot g \cdot \cos(\theta))} [/tex][tex] \sf{T_b = 3,7 (a + 10 \sin(30^o) + (0,5 \cdot 3,7 \cdot 10 \cdot \cos(30^o))} [/tex][tex] \sf{T_b = 3,7 (a + 10(0,5) + (0,5 \cdot 3,7 \cdot \cancel{10} \cdot (\frac{\sqrt{3}}{\cancel 2})} [/tex][tex] \sf{T_b = 3,7 (a + 5) + (9,25 \sqrt{3})} [/tex][tex] \sf{T_b = 37 a + 18,5 + 9,25 \sqrt{3}} [/tex] ... (2) >> Simpan.Karena tegangan tali di setiap kondisi adalah sama besar, maka persamaan (1) dan (2) di subtitusi untuk mencari nilai a (percepatan gerak kedua benda).[tex] \sf{T_A = T_B} [/tex][tex] \sf{76 - 7,6a = 37a + 18,5 + 9,25 \sqrt{3}} [/tex][tex] \sf{37a + 7,6a = 76 - 18,5 - 9,25 \sqrt{3}} [/tex][tex] \sf{44,6a \approx 76 - 18,5 - 16,02} [/tex][tex] \sf{44,6a \approx 41,48} [/tex][tex] \sf{a \approx \frac{41,48}{44,6}} [/tex][tex] \sf{\bold{a \approx 0,93 \: m/s^2}} [/tex]Hitung kemudian tegangan tali, dengan mensubtitusi nilai a ≈ 0,93 m/s² ke salah satu persamaan. Saya subtitusikan ke persamaan (1) saja.[tex] \sf{T = 76 - 7,6a} [/tex][tex] \sf{T \approx 76 - 7,07} [/tex][tex] \boxed{\sf{T \approx 68,93 \: N}} [/tex]Kesimpulan :Jadi, tegangan tali dari sistem tersebut bernilai 68,93 N.Pelajari Lebih Lanjut :Contoh lain menghitung tegangan tali pada sistem (bidang lurus) https://brainly.co.id/tugas/21220991Gaya gesek statis dan kinetis pada gerak lurus https://brainly.co.id/tugas/30079582Gaya kontak benda saling berhimpitan pada bidang miring https://brainly.co.id/tugas/21491867Detail Jawaban :Kelas : 10Mata Pelajaran : FisikaMateri : Bab 6 – Hukum Newton (Gerak)Kata Kunci : bidang miring; sistem bidang miring; komponen gaya bidang miring; menghitung tegangan tali.Kode Kategorisasi : 10.6.6

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh MDKP dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Sun, 03 Apr 22
<< Previous Post
Next Post >>