Contoh Soal Dan Pembahasan Sistem Katrol Bahan Dinamika Translasi 12.1

■ Bidang datar kasar

Diketahui:

m1 = 1 kg

m2 = 3 kg

m3 = 6 kg

g = 10 m/s2

μ = 0,2

Untuk kondisi datar kasar, maka laju balok akan terhambat oleh gaya gesek sehingga percepatannya menjadi lebih kecil sedangkan gaya tegangan tali antara balok 2 dan balok 3 menjadi lebih besar. Untuk memilih percepatan ketiga balok, kita gambarkan terlebih dahulu diagram gaya sistem menyerupai yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Berdasarkan gambar diagram gaya di atas, maka resultan gaya pada masing-masing balok sanggup kita tentukan dengan memakai Hukum II Newton sebagai berikut.

Tinjau Balok 1

ΣFY = ma

T1 – w1 = m1a

T1 – m1g = m1a

T1 = m1a + m1g ............... Pers. (6)

Tinjau Balok 2

ΣFY = ma

N2 – w2 = m2a

Karena tidak ada gerak pada sumbu-Y (arah vertikal) maka a = 0, sehingga

N2 – w2 = 0

N2 = w2

N2 = m2g

ΣFX = ma

T2 – f – T1 = m2a

T2 – μN2 – T1 = m2a

T2 – μm2g – T1 = m2a ............... Pers. (7)

Subtitusikan persamaan (6) ke persamaan (7)

T2 – μm2g – (m1a + m1g) = m2a

T2 = m1a + m2a + m1g + μm2g ............... Pers. (8)

Tinjau Balok 3

ΣFY = ma

w3 – T2 = m3a

m3g – T2 = m3a ............... Pers. (9)

Subtitusikan persamaan (8) ke persamaan (9)

m3g – (m1a + m2a + m1g + μm2g) = m3a

m1a + m2a + m3a = m3g – m1g – μm2g

(m1 + m2 + m3)a = (m3 – m1 – μm2)g

a = (m3 – m1 – μm2)g/(m1 + m2 + m3) ............... Pers. (10)

Masukkan nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan (10).

a = [6 – 1 – (0,2)(3)]10/(1 + 3 + 6)

a = (5 – 0,6)10/10

a = 4,4 m/s2

Jadi, besar percepatan ketiga balok pada kondisi bidang datar licin yaitu 4,4 m/s2. Untuk memilih besar gaya tegangan tali antara balok 1 dan balok 2, masukkan nilai percepatan ke persamaan (6). Sedangkan untuk memilih gaya tegangan tali antara balok 2 dan balok 3, masukkan nilai percepatan ke persamaan (9).

Tegangan Tali antara Balok 1 dengan Balok 2

T1 = m1a + m1g

T1 = (1)(4,4) + (1)(10)

T1 = 4,4 + 10

T1 = 14,4 N

Jadi, besar gaya tegangan tali antara balok 1 dengan balok 2 yaitu 14,4 Newton.

Tegangan Tali antara Balok 2 dengan Balok 3

m3g – T2 = m3a

(6)(10) – T2 = (6)(4,4)

60 – T2 = 26,4

T2 = 60 – 26,4

T2 = 33,6 N

Jadi, besar gaya tegangan tali antara balok 2 dengan balok 3 yaitu 33,6 Newton.

Bagian Pertama

Demikianlah artikel perihal pola soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi bab kesembilan. Kalian juga sanggup mempelajari pola soal dan pembahasan untuk model-model sistem katrol yang lain. Total ada 12 model katrol yang sanggup kalian temukan dalam daftar berikut ini. Silahkan pilih dan klik link yang disajikan.

Daftar Model Sistem Katrol, Materi dan Contoh Soal

No	Model Katrol	Materi	Contoh Soal
1		Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan katrol	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 1
2		Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan katrol di bidang datar	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 2
3		Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan katrol di bidang miring	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 3
4		Hukum Newton pada gerak 2 benda yang dihubungkan katrol di bidang miring	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 4
5		Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan katrol di bidang datar dan miring	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 5
6		Persamaan gerak benda yang dihubungkan 2 katrol (tetap dan bebas)	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 6
7		Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan 2 katrol di bidang datar	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 7
8		Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan 2 katrol di bidang miring	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 8
9		■ Hukum Newton pada gerak 3 benda yang dihubungkan 2 katrol di bidang datar dan miring licin ■ Hukum Newton pada gerak 3 benda yang dihubungkan 2 katrol di bidang datar dan miring kasar	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 9
10		Persamaan gerak benda yang dihubungkan 3 katrol (tetap dan bebas)	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 10
11		■ Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan 3 katrol di bidang datar licin ■ Hukum Newton pada gerak benda yang dihubungkan 3 katrol di bidang datar kasar	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 11
12		■ Hukum Newton pada gerak 3 benda yang dihubungkan 2 katrol di bidang datar licin ■ Hukum Newton pada gerak 3 benda yang dihubungkan 2 katrol di bidang datar kasar	Contoh soal dan pembahasan sistem katrol bahan dinamika translasi 12