Penjelasan:

Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menghitung dulu gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing benda. Karena tali adalah ideal, maka gaya pada tali memiliki besaran yang sama pada kedua ujungnya, sehingga kita dapat menyamakan gaya pada kedua ujung tali sebagai berikut:

m₁g - T = m₁a ........ (1)

T - m₂g = m₂a ........ (2)

dengan

m₁ = 5 kg

m₂ = 10 kg

g = percepatan gravitasi bumi = 9,8 m/s²

a = percepatan sistem

T = tegangan tali

a. Diagram gaya (benda-bebas) tiap benda:

Berikut adalah diagram gaya (benda-bebas) untuk masing-masing benda.

Untuk m₁:

- Gaya gravitasi (mg) = 5 kg x 9,8 m/s² = 49 N, ke bawah

- Tegangan tali (T), ke atas

- Gaya gesek (fg) = 0 N, karena massa tidak bergeser di atas meja

Untuk m₂:

- Gaya gravitasi (mg) = 10 kg x 9,8 m/s² = 98 N, ke bawah

- Tegangan tali (T), ke bawah

- Gaya gesek (fg) = 0 N, karena massa tidak bergeser di atas meja

b. Percepatan sistem:

Dari persamaan (1) dan (2) di atas, kita bisa mencari nilai a:

m₁g - T = m₁a

5 kg x 9,8 m/s² - T = 5 kg x a

49 N - T = 5a ........ (1)

T - m₂g = m₂a

T - 10 kg x 9,8 m/s² = 10 kg x a

T - 98 N = 10a ........ (2)

Tambahkan persamaan (1) dan (2) untuk mengeliminasi T:

49 N - T + T - 98 N = 5a + 10a

-49 N = 15a

a = -3,27 m/s²

Percepatan sistem adalah -3,27 m/s², yang artinya sistem bergerak ke bawah.

c. Tegangan tali:

Kita bisa menghitung tegangan tali dengan menggunakan persamaan (1) atau (2), karena tegangan tali memiliki besaran yang sama pada kedua ujungnya.

m₁g - T = m₁a

49 N - T = 5 kg x (-3,27 m/s²)

49 N - T = -16,35 N

T = 65,35 N

Tegangan tali adalah 65,35 N.