GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Gaya Tegangan Tali. Apa sih itu Gaya Tegangan Tali? Bagaimana menjabarkan rumus Gaya Tegangan Tali. Untuk mengetahuinya, yuk simak penjelasan berikut!
Gaya tegangan tali adalah gaya yang bekerja pada tali ketika tali tersebut dalam keadaan tegang, gaya ini bekerja pada ujung-ujung tali karena adanya reaksi gaya luar. Gaya tegangan tali dinotasikan dengan huruf T (Tension) dengan satuan Newton. Sebagai contoh ketika dua tim sedang tarik tambang maka pada tambang (tali) tersebut akan muncul gaya tegangan tali. Contoh lain, ketika sebuah mobil derek menarik mobil mogok dengan seutas tali, maka pada tali tersebut akan muncul gaya tegangan.
Arah gaya tegangan tali tergantung pada keadaan benda dan tali. Berikut ini adalah gambar contoh-contoh keadaan benda dalam empat kondisi, yaitu sebuah benda yang digantung vertikal dengan tali (gambar 1), dua benda yang digantung dengan tali melalui katrol (gambar 2), dua benda yang dihubungkan dengan tali pada bidang datar kemudian ditarik dengan gaya F (gambar 3), dan dua benda yang dihubungkan dengan tali pada bidang miring melalui katrol (gambar 4) .
Perhatikan gambar berikut!
Apabila sebuah benda bermassa m digantung dengan sebuah tali maka pada benda tersebut bekerja dua gaya, yaitu gaya tegangan tali T dan gaya berat w. Karena benda diam, maka berlaku Hukum I Newton sebagai berikut.
ΣFy = 0
T – w = 0
T = w
Sehingga rumus gaya tegangan tali pada kondisi ini adalah
Perhatikan gambar berikut:
Ketika dua buah benda masing-masing bermassa m1 dan m2 digantung dengan tali melalui sebuah katrol maka pada kedua benda tersebut masing-masing memiliki gaya berat (w1 dan w2), daan gaya tegangan tali (T1 dan T2). Apabila katrol licin maka, sistem tersebut akan memiliki resultan gaya samadengan selisih berat benda 1 dan benda 2. Berikut rumus tegangan pada sistem tersebut:
Tinjau Benda 1
ΣFy = m1a
w1 – T1 = m1a
T1 = w1 – m1a
T1 = m1g – m1a
Dengan demikian rumus Tegangan Tali pada benda 1 adalah
Tinjau Benda 2
ΣFy = m2a
T2 – w2 = m2a
T2 = w2 + m2a
T2 = m2g + m2a
Dengan demikian rumus Tegangan Tali pada benda 2 adalah
Karena katrol licin/tidak ada gesekan maka T1 harus sama dengan T2 :
T1 = T2
Menghitung Percepatan Sistem (katrol licin)
T1 = T2
m1g – m1a = m2g + m2a
m1a + m2a = m1g – m2g
a (m1 + m2) = g (m1 – m2)
Dengan demikian rumus percepatan sistem adalah
Perhatikan gambar berikut!
Jika dua benda bermassa m1 dan m2 saling dihubungan dengan tali pada bidang datar licin. Kemudian pada benda 2 ditarik dengan gaya sebesar F, maka pada masing-masing benda bekerja gaya tegangan tali T1. Jika kedua benda bergerak ke kanan, maka pada masing-masing benda berlaku Hukum II Newton sebagai berikut.
Benda I
Tinjau sumbu y
ΣFy = 0
N1 – w1 = 0
N1 = w1
Tinjau sumbu x
ΣFx = m1a
T1 = m1a
Dengan demikian besar gaya tegangan tali pada benda 1 adalah
Benda 2
Tinjau sumbu y
ΣFy = 0
N2 – w2 = 0
N2 = w2
Tinjau sumbu x
ΣFx = m2a
F – T1 = m2a
T1 = F – m2a
Dengan demikian besar gaya tegangan tali pada benda 2 adalah
Percepatan Sistem
T1 = T1
m1a = F – m2a
m1a + m2a = F
a (m1 + m2) = F
Dengan demikian besar percepatan sistem adalah
Perhatikan gambar berikut!
Misalkan dua benda bermassa m1 dan m2 saling dihubungan dengan tali pada bidang miring licin dengan sudut kemiringan α, pada tali penghubung kedua benda tersebut bekerja gaya tegangan tali T dengan arah seperti pada gambar. Jika kedua benda bergerak ke kanan, maka pada masing-masing benda berlaku Hukum II Newton sebagai berikut.
Benda 1
Tinjau sumbu y
ΣFy = 0
N1 – w1 cos α = 0
N1 = w1 cos α
N1 = m1g cos α
Tinjua sumbu x
ΣFx = m1a
w1 sin α – T1 = m1a
T1 = m1g sin α – m1a
T1 = m1 (g sin α – a)
Dengan demikian besar gaya tegangan tali pada benda 1 adalah
Benda 2
Tinjau sumbu y
ΣFy = m2a
T2 – w2 = m2a
T2 = m2a + m2g
T2 = m2 (a + g)
Dengan demikian besar gaya tegangan tali pada benda 2 adalah
Percepatan Sistem
Kita anggap katrol licin
T1 = T2
m1g sin α – m1a = m2a + m2g
m1a + m2a = m1g sin α – m2g
a (m1 + m2) = g (m1 sin α – m2)
Dengan demikian besar percepatan sistem adalah
Demikianlah pembahasan kita terkait Gaya Tegangan Tali. Terima kasih, semoga bermanfaat.
Untuk memahami fisika lebih dalam, yuk baca berbagai materi fisika SMA pada halaman website ini dengan mengklik: Materi Fisika SMA.
GuruOnlinee.com - Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas materi tentang Stoikiometri Senyawa. Apa sih itu Stoikiometri Senyawa?…
GuruOnlinee.com - Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas Konsep Mol. Apa sih itu Mol? Bagaimana cara menyelesaikan…
GuruOnlinee.com - Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan mempelajari mengenai Hukum-hukum Dasar Kimia, yang meliputi Hukum Lavoiser, Hukum…