Question

sebuah kereta yang terdiri dari 1 lokomotif dan 3 gerbong. dikarenakan perbedaan jumlah penumpang di masing-masing gerbong, massa ketiga gerbong kereta menjadi berbeda. Massa gerbong depan adalah 4000 kg, gerbong tengah 6000 kg, dan gerbong belakang 5000 kg. Percepatan yang bisa diberikan mesin lokomotif pada kereta adalah 5m/s² dan tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh penyambung masing masing gerbong adalah 50.000 N

Jika semua gesekan diabaikan maka penyambung gerbong yang memiliki kemungkinan putus adalah...
A) semua penyambung gerbong
B) penyambung gerbong tengah dan paling depan
C) penyambung gerbong paling depan
D) penyambung gerbong paling belakang

Answer 1

Verified answer

Jawaban:

Percepatan yang bisa diberikan mesin lokomotif adalah 5 m/s². Oleh karena itu, gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat kereta yang memiliki total massa gerbong sebesar 15.000 kg adalah:

F = m x a = 15.000 kg x 5 m/s² = 75.000 N

Tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh penyambung masing-masing gerbong adalah 50.000 N. Oleh karena itu, untuk mengetahui penyambung gerbong mana yang memiliki kemungkinan putus, kita perlu menghitung gaya yang bekerja pada masing-masing penyambung gerbong.

Gaya pada penyambung antara gerbong depan dan tengah:

G1 = (m1 + m2) x a = (4000 kg + 6000 kg) x 5 m/s² = 50.000 N

Karena G1 sama dengan tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh penyambung, maka penyambung ini memiliki kemungkinan putus.

Gaya pada penyambung antara gerbong tengah dan belakang:

G2 = (m2 + m3) x a = (6000 kg + 5000 kg) x 5 m/s² = 55.000 N

Karena G2 lebih besar dari tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh penyambung, maka penyambung ini aman dan tidak akan putus.

Jadi, penyambung gerbong yang memiliki kemungkinan putus adalah penyambung antara gerbong depan dan tengah.

Answer 2

Jawaban:

A) semua penyambung gerbong

Penjelasan:

Untuk menentukan penyambung gerbong mana yang memiliki kemungkinan putus, kita perlu menghitung gaya tarik maksimum yang diterima oleh masing-masing penyambung. Gaya tarik maksimum pada penyambung terjadi ketika kereta dipercepat dengan percepatan maksimum, yaitu 5 m/s².

Kita mulai dengan menghitung gaya yang bekerja pada kereta:

F = m × a

m = jumlah massa (massa kereta + muatan)

m = 4000 kg + 6000 kg + 5000 kg + 10000 kg (lokamotif dan muatan) = 25000 kg

a = 5 m/s²

F = 25000 kg × 5 m/s² = 125000 N

Karena ada empat gerbong dalam kereta, maka tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh masing-masing penyambung gerbong adalah:

T = F / 4

T = 125000 N / 4 = 31250 N

Dalam kasus ini, tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh penyambung gerbong paling depan adalah:

Tdepan = 4000 kg × 9,8 m/s² = 39200 N

Karena Tdepan > 31250 N, maka penyambung gerbong paling depan tidak akan putus.

Tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh penyambung gerbong tengah adalah:

Ttengah = (4000 kg + 6000 kg) × 9,8 m/s² = 98000 N

Karena Ttengah > 31250 N, maka penyambung gerbong tengah tidak akan putus.

Tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh penyambung gerbong paling belakang adalah:

Tbelakang = (4000 kg + 6000 kg + 5000 kg) × 9,8 m/s² = 137200 N

Karena Tbelakang > 31250 N, maka penyambung gerbong paling belakang tidak akan putus.