Contoh Soal 1

Sebuah bola bermassa 60 gram diikat dengan seutas tali yang panjangnya 1 meter, kemudian diputar horizontal. Dalam waktu 20 sekon terjadi 50 putaran. Hitunglah berapa:

(a) kelajuan linier

(b) percepatan sentripetal

(c) tegangan tali

Pembahasan:

Massa bola m = 60 gram = 0,06 kg, jari-jari R = 1 m, sehingga:

Periode (T )= 50 putaran 20 sekon = 0,4 s

• Kelajuan linier → v = T 2R = 0,4 s 2π(1 m) = 5 m/s
• Percepatan sentripetal → as = R v 2 = 1m (5 m/s)2 = 25 2 m/s2
• Tegangan tali = gaya sentripetal → Fs = m.as = 0,06 kg × 25 2 m/s2 = 1,52 N

Jadi, tegangan talinya adalah 1,52 N.

Baca Juga: Bidang Miring: Rumus, Keuntungan Mekanis dan Contoh Soalnya

Contoh Soal 2

Sebuah elevator, massa 400 kg, bergerak vertikal ke atas dari keadaan diam dengan percepatan tetap sebesar 2 m/s2. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2, tegangan tali penarik elevator adalah …

Pembahasan:

M= 400 kg, a = 2 m/s2, dan g = 9,8 m/s2. Maka penyelesaiannya:

∑F = m a

T – w = m a

T = w + m a

T = (mxg) + (mxa)

T = (a + g)m = (2 + 9,8) × 400 = 4.720 N

Jadi, tegangan talinya adalah 4.720 N

Contoh Soal 3

Dua buah balok A dan B dengan massa masing-masing 20 kg dan 5 kg, dihubungkan melalui sebuah katrol, seperti terlihat pada gambar di samping. Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan. Berapakah percepatan dan tegangan tali masing-masing balok? (g = 10 m/s2 )

Pembahasan:

∑ F = m.a

T – T + mB.g = (mA + mB)a

a = g

a= x 10 m/s2

a = 2 m/s2

T = mA.a = 20 x 2 = 40 N

Jadi, tegangan talinya adalah 40 N.

Baca Juga: Perbedaan Jarak dan Perpindahan dalam Ilmu Fisika