42 Tegangan Tali di antara Kotak Balok

Contoh soal :
Tegangan Tali di antara Kotak Balok - Soal dan Pembahasan Dinamika Partikel #42
Dua buah benda dihubungkan dengan sebuah tali seperti tampak pada gambar. Jika gaya gesek di abaikan dan benda tersebut ditarik oleh gaya sebesar 10 N. Maka tentukanlah percepatan kedua benda dan Tegangan Tali antara benda A dan B.


DIALOG
Dua buah benda dihubungkan dengan sebuah tali seperti tampak pada gambar. Jika gaya gesek di abaikan dan benda tersebut ditarik oleh gaya sebesar 10 N. Maka tentukanlah percepatan kedua benda dan Tegangan Tali antara benda A dan B. Dari dalam gambar kita tahu bahwa massa benda A = 2 kg serta Massa benda B = 3 Kg. sementara dari dalam soal kita mengetahui bahwa Gaya tarik F  senilai 10 N. serta gaya gesek di abaikan. Hal yang ditanyakan adalah percepatan kedua benda serta Tegangan Tali. Seperti yang sudah saya jelaskan di video sebelumnya. Tidak ada rumus khusus untuk menentukan nilai Tegangan Tali. Nilainya bisa kita ketahui dengan menganalisis gerak dan gaya-gaya yang bekerja pada benda. Nah, temen-temen. Sebelum kita mulai membahas tentang cara menentukan percepatan dan tegangan tali. Saya ingin menyampaikan bahwa, cara menentukan tegangan tali di antara balok ini, mungkin akan sedikit berbeda dari yang di ajarkan oleh kebanyakan orang. Tapi menurut saya, sampai saat ini, cara ini adalah cara yang paling baik, untuk menjelaskan tegangan tali. Sebab langkah-langkah yang digunakan untuk menyelesaikan soal ini, bisa juga digunakan secara universal untuk menyelesaikan soal-soal lain, terkait tegangan tali. langkah pertama yang harus kita lakukan adalah memperkirakan arah gerakan benda. Ketika balok A dan B yang terhubung dengan tali, ditarik di ujung benda B dengan gaya tertentu ke arah kanan. Tentu kita tahu dengan pasti bahwa arah gerakan yang mungkin, dari benda B adalah ke arah kanan. Kemudian, karena benda A terhubung oleh tali dengan benda B, maka benda A juga akan bergerak ke arah kanan. Jika benda B berpindah sejauh 10 meter ke kanan. maka benda A juga berpindah sejauh 10 m. Jika benda B berpindah 50 m ke kanan, maka benda A pun berpindah 50 m. Jadi, pada intinya. Disini kita harus memahami arah gerak dari masing-masing benda serta harus memahami pula bahwa percepatan dari kedua benda tersebut besarnya sama. Setelah kita memahami arah gerak serta percepatan benda A dan B sama. Langkah kedua yang perlu kita lakukan adalah menggambar gaya gaya yang bekerja pada benda A dan B. Dari gambar, bisa kita lihat dengan jelas ada gaya tarik F yang bekerja pada benda B.  Kemudian, kita juga tahu bahwa setiap benda dipermukaan bumi memiliki gaya berat.  Karena balok berada dipermukaan bidang sentuh, seperti lantai, Maka bekerja pula gaya normal.  Karena Benda tersebut berada pada bidang sentuh dan ditarik oleh gaya, maka bekerja pula gaya gesek. Namun, jika kita lihat di dalam soal. disana dikatakan bahwa gaya gesek di abaikan. Artinya kita harus menganggap bahwa gaya gesek ini tidak ada, atau kita anggap nilainya = 0.   Karena Balok A dan B dihubungkan dengan tali, maka bekerja pula Tegangan Tali (T). Jadi, pada intinya, ketika kita mengerjakan soal-soal tegangan tali, setidaknya kita sudah harus memahami beberapa gaya yang lain seperti gaya berat, gaya normal, serta gaya gesek. Jika kalian belum memahami gaya-gaya tersebut, saya sarankan, sebaiknya anda tonton dahulu video-video tentang gaya tersebut, melaui daftar putar saluran ini. Setelah kita memahami gerak benda, serta gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing benda. Maka langkah ketiga yang harus kita lakukan adalah merumuskan persamaan gerak dari masing-masing benda tersebut. Jika kita lihat gerakan dari benda A. Tentu kita tahu bahwa benda A bergerak dengan percepatan tertentu. Artinya, pada kasus ini, berlaku hukum 2 newton. Sigma F = m.a Ketika kita belajar tentang hukum II newton, kita tahu bahwa gaya yang dimaksud dari sigma F adalah gaya-gaya dengan arah yang sesumbu dengan arah gerak. Karena arah gerak benda A adalah ke kanan, atau jika dalam diagram cartesian, berarti di sumbu X. Maka, gaya-gaya yang dimaksud dari sigma F merupakan gaya-gaya yang memiliki arah ke sumbu x, atau, gaya yang bisa diuraikan di sumbu x. Gaya normal dan gaya berat milik benda A, memiliki arah vertikal. Kedua gaya ini tidak memiliki pengaruh sama sekali terhadap gerakan benda A. Sebab Jika gaya-gaya ini diuraikan ke sumbu x, hasilnya Nol.  Gaya yang memiliki pengaruh pada benda A, hanyalah gaya tegangan Tali T. Tegangan Tali T, memiliki arah ke kanan sesuai dengan arah gerak benda A. Jadi, Sigma F disini hanyalah T, sementara m disini jelaslah Massa benda A. Jika kita masukan Nilainya, kita akan peroleh bahwa T = 2 kg x a Kita tak tahu nilai T dan Nilai a. Jadi, kita memang hanya bisa mengerjakan sampai disini. Kemudian, jika kita lihat gerakan dari benda B. tentu kita tahu bahwa benda B bergerak dengan percepatan tertentu. Artinya, pada kasus ini, berlaku hukum 2 newton. Sigma F = m.a Sama seperti sebelumnya. Jelas bahwa gaya normal dan gaya berat pada benda B, tidak memiliki pengaruh sama sekali terhadap gerakan benda B. Gaya yang memiliki pengaruh terhadap gerakan benda B adalah gaya F ke kanan senilai 10 N, serta tegangan tali T yang mengarah ke kiri.  Jika pada benda yang diam, positif negatif dari arah gaya, umumnya menggunakan diagram cartesian. Maka pada benda yang bergerak. Positif negatif dari arah gaya, "sebaiknya", disesuaikan dengan arah gerakan bendanya. Jika arah gaya sesuai dengan arah gerak benda, maka itu adalah gaya positif. Jika arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda, maka artinya, itu negatif. Jadi, untuk sigma F = m.a dari benda B ini. Tentu bisa kita tulis sebagai : + F - T = massa B dikali a. Jika kita masukan Nilainya, kita akan peroleh bahwa 10 Newton - T = 3kg x a Kita tak tahu nilai T dan Nilai a. Jadi, sekali lagi, kita memang hanya bisa mengerjakan sampai disini. Nah, temen-temen. kurang lebh seperti itulah 3 langkah di fisika, untuk menyelesaikan soal tegangan tali. Selebihnya, penyelesaian dari kasus ini, hanyalah masalah matematika. Jika kita simpulkan kembali. Maka sampai saat ini, kita telah memiliki dua pesamaan, yaitu : T = 2 a, serta 10 - T = 3a Sebelumnya, kedua persamaan tersebut, cukup sulit kita selesaikan karena masing-masing persamaan, memiliki 2 variabel yang tidak kita ketahui, yaitu T dan a. Di SMP, ketika kita belajar matematika tentang persamaan dua variabel. Kita telah belajar bahwa untuk menyelesaikan soal persamaan dua variabel, kita bisa menggunakan beberapa metode, seperti misalnya meode eliminasi atau metode substitusi. Jadi, Tegangan Tali dan percepatan, sebenarnya bisa sangat mudah ditentukan, cukup dengan menggunakan salah satu metode tersebut. Untuk menentukan percepatan, disini saya mencontohkan pengerjaannya dengan menggunakan metode substitusi. Hal terpenting dari metode ini adalah kita harus menghubungkan kedua persamaan yang ada. Kita bisa memasukan persamaan 1 ke persamaan 2. atau bisa juga memasukan persamaan 2 ke persamaan 1. 10 - T = 3a, ini adalah persamaan kedua, yaitu persamaan gerak dari benda B. Kemudian, dari persamaan 1 kita tahu bahwa nilai T = 2 a. Jadi, jika kita masukan persamaan 1 ke persamaan 2, tentu kita akan peroleh : 10 - 2a = 3a 10 = 5a atau a sendiri, berarti 10/5 atau senilai dengan 2 m/s Jadi, sampai saat ini kita memahami bahwa ketika benda B ditarik gaya 10 N. baik benda A maupun Benda B, keduanya akan bergerak dengan percepatan 2 m/s. Untuk menentukan tegangan tali. Sebenarnya kita juga bisa menggunakan metode eliminasi atau substitusi, seperti halnya ketika kita menentukan percepatan. Namun, karena saat ini kita sudah tahu nilai percepatan. Agar lebih cepat. Kita bisa langsung saja gunakan persamaan yang sudah ada. misalnya saja persamaan 1. yaitu T = 2a. karena kita tahu bahwa a = 2 m/s. maka dengan mudah kita peroleh bahwa T = 4 kg m/s atau senilai dengan 4 Newton. Jadi, pada dasarnya, tali diantara balok tersebut. menarik Benda A ke kanan dengan gaya 4N. juga menarik benda B ke kiri dengan gaya 4 N. mainkan video dengan nomor soal yang lebih besar untuk soal-soal lain yang semakin sulit, kunjungi daftar putar (playlist) kami untuk menemukan video-video terkait, dan jangan lupa berlangganan saluran ini untuk update video video terbaru lainnya.


Subscribe Ya !!
Demikianlah Video pembelajaran fisika yang saya buat. Semoga video pembelajaran berisi soal dan pembahasan soal-soal fisika ini bisa bermanfaat untuk anda.  Jangan Lupa Subscribe (berlangganan) channel tersebut (gratis ko), dan berikan komentar jika anda berkenan.

Related Posts: