Contoh 2 = Sebuah balok bermassa 5 kg berada pada bidang miring

Berikut ini adalah pertanyaan dari sitih062004 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Contoh 2=
Sebuah balok bermassa 5 kg berada pada bidang miring bersudut 0 = 37° terhadap
bidang datar dan permukaannya kasar (us 0,25) dan (= 0,1). Balok tersebut
terikat dengan seutas tali ideal pada dinding sehingga benda berada dalam keadaan
setimbang. Berapa gaya tegangan tali maksimumnya (sebelum tali putus)? Gunakan
g=10m/s².

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Penjelasan:

Untuk menentukan gaya tegangan tali maksimum, kita dapat menggunakan prinsip dasar mekanika yaitu bahwa gaya tegangan maksimum pada tali sama dengan gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat atau menarik benda tersebut. Sehingga untuk menentukan gaya tegangan tali maksimum, kita perlu mengetahui berapa besar gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat balok tersebut dari keadaan setimbang.

Pertama, kita gambar diagram gaya benda bebas pada balok tersebut seperti berikut:

```

/|

/ |

/ |

/ |

/ |

/_____|

N

|

|

mg

```

Dalam diagram di atas, N adalah gaya normal, mg adalah gaya gravitasi, dan θ adalah sudut kemiringan bidang miring terhadap bidang datar.

Kita dapat menentukan besar gaya normal dan gaya gravitasi sebagai berikut:

```

mg = m * g = 5 kg * 10 m/s² = 50 N

N = mg * cos(θ) = 50 N * cos(37°) ≈ 39,7 N

```

Kita juga perlu menentukan besar gaya gesek maksimum yang dapat dihasilkan oleh balok dan bidang miring sebagai berikut:

```

Fg = mg * sin(θ) = 50 N * sin(37°) ≈ 30,4 N

Fgesek_max = μ * N = 0,25 * 39,7 N ≈ 9,9 N

```

Karena balok berada dalam keadaan setimbang, maka gaya yang diberikan pada tali haruslah sama besarnya dengan gaya gesek maksimum tersebut. Sehingga gaya tegangan tali maksimum dapat dihitung sebagai berikut:

```

Ftegangan_max = Fgesek_max = 9,9 N

```

Jadi, gaya tegangan tali maksimum yang dapat menahan balok tersebut adalah sebesar 9,9 N.

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh Yoruel 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: Mon, 07 Aug 23