5 Contoh Soal Penerapan Hukum Newton pada Sistem Beban Tali dan Katrol

Soal No. 1

Perhatikan gambar berikut!

Tegangan Tali pada Sistem

Kereta M dipercepat ke kanan dengan percepatan a0 = 2 m/s2. Abaikan semua gesekan, massa katrol, dan juga massa tali. Anggap g = 10 m/s2. Jika m1 = m2 = m3 = 2 kg maka tegangan tali T pada sistem adalah …

A. 8 N

B. 12 N

C. 15 N

D. 20 N

E. 25 N

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

a0 = 2 m/s2

g = 10 m/s2

m1 = m2 = m3 = 2 kg

Ditanyakan: T = …?

Jawaban:

T = m3 .  g – (m1 + m2) . a

T = 2 kg . 10 m/s2 – (2 kg + 2 kg) . 2 m/s2

T = 20 N – 8 N = 12 N

Soal No. 2

Sebuah balok bermassa 5 kg (berat w = 50 N) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya?

Pembahasan:

Diketahui:

m = 5 kg

w = 50 N

Ditanyakan: T = …?

Jawaban:

T – w = 0

T – 50 = 0

T = 50 N

Soal No. 3

Dhania menarik beban dengan bantuan katrol seperti pada gambar (a) di bawah ini.

Gaya Gesek Katrol

Pada saat gaya yang diberikan F = 125 N ternyata beban dapat terangkat dengan kecepatan tetap. Jika gaya gesek katrol dan massa tali dapat diabaikan maka berapakah massa beban tersebut? (g = 10 m/s2)

Pembahasan:

Diketahui:

F = 125 N

g = 10 m/s2

Ditanyakan: m = …?

Jawaban:

T – w = 0

F – m . g = 0

125 N – m . 10 m/s2 = 0

m . 10 m/s2 = 125 N

m = 125 /10 = 12,5 kg

Soal No. 4

Dua buah balok A dan B dengan massa masing – masing 16 kg dan 4 kg, dihubungkan melalui sebuah katrol, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Tegangan Benda A dan Benda B

Balok B mula – mula ditahan kemudian dilepaskan. Berapakah percepatan dan tegangan tali masing – masing balok? (g = 10 m/s2)

Pembahasan:

Diketahui:

mA = 16 kg

mB = 4 kg

g = 10 m/s2

Ditanyakan:

  1. a = …?
  2. TA = …?
  3. TB = …?

Jawaban:

T – T + mB . g = (mA + mB) . a

4 kg . 10 m/s2 = (16 kg + 4 kg) . a

40 N = 20 kg . a

a = 40 N/20 kg = 2 N/kg

A = mA . a

TA = 16 kg . 2 N/kg = 32 N

TB = mB . a

TB = wB – mB . a

TB = mB . g – mB . a

TB = 4 kg . 10 m/s2 – 4 kg . 2 N/kg

TB = 40 N – 8 N = 32 N

Soal No. 5

Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?

Benda yang Ditarik Menggunakan Katrol

Pembahasan:

Diketahui:

m = 40 kg

Ditanyakan: F = …?

Jawaban:

w = m . g

w = 40 kg . 10 m/s2

w = 400 N

#Pada Sumbu Y

T sin 530 – w = 0

T (0,8) – 400 N = 0

0,8 T = 400 N

T = 400 N / 0,8

T = 500 N

#Pada Sumbu X

F – T cos 530 = 0

F – (500) (0,6) = 0

F – 300 = 0

F = 300 N

You may also like...