Massa tali,massa katrol,dan gaya gesekan diabaikan.Massa A dan B berturut turut 2 kg dan 8 kg serta g=9,8 m/s².Hitung percepatan sistem dan tegangan talinya! To

Kelas         : X

Pelajaran   : Fisika

Kategori     : Hukum 2 Newton Pada Katrol

Kata Kunci : dua balok, katrol, tegangan tali dan percepatan sistem

Kode : 10.6.6 [Kelas 10 Fisika Bab 6 - Dinamika Partikel dan Hukum Newton]

__________________________________________________________

No. 4
--------
Perhatikan gambar ! (Terlampir)

Massa tali, massa katrol, dan gaya gesekan diabaikan. Massa A dan B berturut-turut 2 kg dan 8 kg serta g = 9,8 m/s². Hitung percepatan sistem dan tegangan talinya !

Konsep Dasar
---------------------
Jika kita jumpai soal tentang gerak pada katrol dengan digantung dua balok di sisi kiri dan kanan katrol, maka gunakan hukum 2 newton tentang pengaruh gaya yang bekerja pada benda terhadap besar percepatan benda yang dialaminya. Makin besar resultan gaya yang bekerja pada benda maka makin besar pula percepatan geraknya.

∑F = m.a

Dimana :
F adalah gaya yang bekerja pada benda (satuan Newton)
m adalah massa benda (satuan kg)
a adalah percepatan benda (satuan m/s²)

Analisa dan Data
Mari kita gunakan konsep dasar untuk mengerjakan soal di atas.

Diketahui :
Percepatan graviatsi bumi, g = 9,8 m/s²
massa balok A, mA = 2 kg → berat balok A, wA = mA.g = 2. 9,8 = 19,6 N
massa balok B, mB = 8 kg → berat balok B, wB = mB.g = 8. 9,8 = 78,4 N

Ditanya :
A. percepatan sistem, a = ___?
B. tegangan tali, T = ___?

Jawab :
A. Menghitung percepatan sistem
Tentukan arah gerak balok A dan B, karena berat balok A lebih ringan dari balok B maka arah gerak balok A ke atas ketarik oleh balok B yang bergerak ke bawah. Kemudian kita tinjau gaya yang bekerja pada masing-masing balok dengan menggunakan hukum 2 Newton 

Step 1
---------
Tinjau Balok A (bergerak ke atas)
∑F = mA.a
T - wA = mA.a .... Pers. (1)
 
Step 2
---------
Tinjau Balok B (bergerak ke bawah)
∑F = mB.a
wB - T = mB.a .... Pers. (2)

Step 3
---------
Eliminasi persamaan (1) dan (2) nya menjadi :
T - wA = mA.a
wB - T = mB.a
-------------------- Jumlah
wB - wA = (mA + mB).a
sehingga
a = (wB - wA) / (mA + mB)
a = (78,4 - 19,6) / (2 + 8)
a = (58,8) / (10)
a = 5,88 m/s²

B. Menghitung Tegangan Tali
Setelah memperoleh besar percepatan sistem, untuk mencari tegangan tali masukkan a = 5,88 m/s² ke persamaan (1) atau (2).
Saya masukkan ke persamaan (1) aja yak :

T - wA = mA.a
T - 19,6 = 2. 5,88
T - 19,6 = 11,76
T = 11,76 + 19,6
T  = 31,36 N

Kesimpulan :
Besar percepatan sistem dan tegangan talinya
adalah 5,88 m/s² dan 31,36 N