Sekaleng antioksidan (m1 = 1,R Kg) pada permukaan miring tanpa fiksi
disambung dengan sekaleng kornet (m2 = 2,0 Kg). Katrolnya adalah
tanpa massa dan tanpa gesekan. Sebuah gaya ke atas sebesar F = 6,PN bekerja
pada kaleng kornet yang mempunyai percepatan ke bawah sebesar 5,5 m/s
2
. berapakah (a) tegangan tali penghubung dan (b) sudut β ?
disambung dengan sekaleng kornet (m2 = 2,0 Kg). Katrolnya adalah
tanpa massa dan tanpa gesekan. Sebuah gaya ke atas sebesar F = 6,PN bekerja
pada kaleng kornet yang mempunyai percepatan ke bawah sebesar 5,5 m/s
2
. berapakah (a) tegangan tali penghubung dan (b) sudut β ?
Jawaban:
Untuk menghitung tegangan tali penghubung (T) dan sudut β, kita dapat menggunakan prinsip dasar dalam fisika, yaitu hukum Newton dan prinsip dasar katrol.
(a) Tegangan tali penghubung (T):
Dalam sistem ini, gaya yang bekerja ke atas adalah F = 6 N, dan massa kornet (m2) adalah 2,0 kg. Percepatan (a) adalah 5,5 m/s^2.
Kita dapat menggunakan hukum Newton untuk menghitung T:
ΣF = T - m2 * g = m2 * a
Di mana:
T adalah tegangan tali penghubung,
m2 adalah massa kornet,
g adalah percepatan gravitasi, dan
a adalah percepatan.
Dalam kasus ini, percepatan ke bawah, sehingga dianggap negatif (-5,5 m/s^2).
T - m2 * g = m2 * a
T - 2,0 kg * 9,8 m/s^2 = 2,0 kg * (-5,5 m/s^2)
T - 19,6 N = -11,0 N
T = -11,0 N + 19,6 N
T = 8,6 N
Jadi, tegangan tali penghubung adalah 8,6 N.
(b) Sudut β:
Sudut β adalah sudut antara tali dan garis horisontal. Dalam kasus ini, katrolnya digunakan tanpa massa, sehingga sudut β sama dengan sudut antara tali dan garis vertikal.
Karena gaya yang bekerja ke atas (F) adalah 6 N, dan tegangan tali penghubung (T) adalah 8,6 N, kita dapat menggunakan trigonometri untuk menghitung sudut β:
sin(β) = F / T
sin(β) = 6 N / 8,6 N
sin(β) ≈ 0,698
β = sin^(-1)(0,698)
Jadi, sudut β sekitar 44,0 derajat.
Dengan demikian, (a) tegangan tali penghubung adalah 8,6 N dan (b) sudut β adalah sekitar 44,0 derajat.