Contoh Soal Dan Pembahasan Sistem Katrol

 

KEGIATAN PEMBELAJARAN 3

PENERAPAN HUKUM NEWTON

 

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran ini, peserta didik diharapkan dapat:

1.       menggunakan hukum-hukum Newton tentang gerak dalam menyeleasaikan permasalahan gerak benda; dan

2.       menerapkan konsep hukum-hukum Newton tentang gerak dalam kehidupan sehari-hari.

 

B. Uraian Materi

 

Pada kegiatan pembelajaran 3 ini, ananda harus memahami konsep hukum-hukum Newton tentang gerak benda dan berbagai jenis gaya yang sudah ananda pelajari pada kegiatan pembelajaran 1 dan 2 sebelumnya. Di kegiatan pembelajaran 3 ini kita mengkolaborasi pemahaman yang sudah ananda dapatkan sebelumnya dalam bentuk berbagai permasalahan/kasus pada benda yang bergerak lurus.

 

1. Berat benda ketika berada di elevator atau lift

 Contoh Soal

Seseorang  bemassa m=50 kg berada  di dalam  sebuah  lift yang bergerak  ke atas dengan percepatan a=1,5 m/s². Jika percepatan gravitasi g=10 m/s², Tentukan  gaya desakan  kaki orang tersebut (N) pada lantai lift..!

 

Jawab :

Uraikan dan gambar terlebih dahulu vektor berbagai jenis gaya yang bekerja pada orang yang berada di dalam lift, diperoleh !

 

2. Benda yang bertumpuk

 

Contoh Soal

Perhatikan gambar berikut !

Balok A beratnya 100 N diikat dengan tali mendatar di C (lihat gambar). Balok B beratnya             500 N. Koefisien gesekan antara A dan B = 0,2 dan koefisien gesekan antara Balok B dan lantai = 0,5. Tentukan Besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B

Jawab :

Uraikan dan gambar terlebih dahulu vektor berbagai jenis gaya yang bekerja pada kedua benda, diperoleh

 

f_AB → gaya gesek antara balok A dan B

f_BL → gaya     gesek antara balok B dan lantai

 

•       Mencari Gaya Gesekan pada masing-masing bidang sentuh fAB = μAB NAB f_AB = (0,2)(100) = 20 N

 

fBL = μBL NBL

f_BL = (0,5)(100 + 500) = 300 N

 

•       Menentukan besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B

     Tinjau benda B (diam)

Berlaku Hukum I Newton

Σ F_x = 0

F − f_AB − f_BL = 0

F − 20 − 300 = 0

F = 320 Newton

 

3. Dua benda yang terhubung dengan tali yang terhubung melalui katrol diam.

 

Sistem Katrol Sederhana – Katrol merupakan salah satu jenis pesawat sederhana. Sebagaimana fungsi pesawat sederhana lainnya, katrol digunakan untuk memudahkan kerja manusia. Pembahasan pada sistem katrol, tidak lepas dari Hukum Newton. Persamaan-persamaan yang diperoleh dari suatu sistem katrol yang diberikan merupakan contoh penerapan Hukum Newton untuk ilmu mekanika. Pada sistem setimbang, Hukum Newton yang berlaku adalah Hukum Newton I. Sedangkan pada sistem katrol bergerak, Hukum Newton yang berlaku adalah Hukum Newton II.

Katrol adalah roda yang memiliki poros, biasanya di sekeliling roda terdapat lintasan sebagai tempat untuk tali. Sedangkan sistem katrol merupakan kumpulan sejumlah katrol, baik katrol tetap atau katrol bergerak.

Melalui halaman ini, bahasan yang diberikan merupakan sistem katrol sederhana. Ulasan tentang sistem katrol di sini meliputi rumus percepatan dari suatu sistem katrol, uraian gaya pada suatu sistem katrol, dan proses penurunan rumus serta hubungan antar persamaan yang terlibat di suatu sistem katrol. Pembahasan juga meliputi bagaimana pengaruh massa katrol dalam mempengaruhi persamaan. Simak bahasannya pada ulasan di bawah.

Sistem Katrol Sederhana untuk Massa Katrol Diabaikan

Masuk ke pembahasan sistem katrol sederhana yang pertama, yaitu ketika tidak mempertimbangkan massa katrol. Atau dengan kata lain massa katrol diabaikan. Sebuah benda terpasang pada tali yang terhubung pada katrol. Pada ujung tali lainnya, sebuah gaya menarik tali untuk menggerakkan benda agar naik ke atas. Untuk pembahasan di sini, akan dilihat gaya apa saja yang bekerja pada katrol tersebut sehingga nantinya dapat diperoleh persamaan yang sesuai dengan sistem katrol tersebut.

Perhatikan gambar sistem katrol sederhana berikut ini.

Rumus percepatan yang diperoleh untuk sistem katrol sederhana dengan massa katrol diabaikan adalah sebagai berikut.

Keterangan:

• a = percepatan sistem (m/s2)
• w2 = berat benda kedua (N)
• w1 = berat benda pertama (N)
• m1 = massa benda pertama (kg)
• m2 = massa benda kedua (kg)

Bagaimana persamaan di atas diperoleh? Seperti yang telah disinggung sedikit di atas bahwa persamaan tersebut diturunkan dari Hukum Newton. Perhatikan langkah-langkahnya berikut ini.

Contoh Soal Dan Pembahasan Sistem Katrol

.com - Sistem Katrol. Salah satu sistem yang sanggup kita kaji dengan aturan Newton ialah sistem katrol. Jika sistem katrol bergerak, maka berlaku aturan kedua Newton. Jika sistem setimbang, maka berlaku aturan I Newton. Pada sistem katrol, yang perlu kita perhatikan ialah massa katrol dan gaya gesekan. Jika massa katrol dan gaya gesek diabaikan, maka besar tegangan tali pada sistem tersebut sama besar. Sebaliknya, bila massa katrol diketahui dan tidak diabaikan, maka besar tegangan talinya tidak sama. Berikut beberapa sistem katrol yang umum dipelajari.

A. Sistem Katrol Sederhana 

Untuk menganalisis sistem katrol sederhana ibarat gambar di bawah, maka kita perlu menggambarkan garis gaya yang bekerja pada masing-masing benda. Pada gambar sebelah kiri, massa katrol diabaikan sehingga tegangan tali sama besar.

Sedangkan gambar sebelah kanan, tegangan talinya tidak sama alasannya massa katrol tidak diabaikan.

Karena dua sistem tersebut tidak sama rumus perhitungannya, maka kita akan bahas satu persatu sebagai diberikut :

#1 Massa katrol diabaikan 
Ingat bahwa tegangan tali yang dialami benda 1 sama dengan tegangan tali yang dialami benda 2 (T₁ = T₂ = T). Pada gambar terlihat bahwa massa benda kedua lebih besar sehingga sistem benda pertama  bergerak ke atas dan benda  kedua  kebawah

Tinjau benda I :
∑F = m.a
 T₁ - W₁ = m₁.a
 T₁ = m₁.a + W₁
 T = m₁.a + W₁

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W₂ - T₂ = m₂.a
⇒ T₂ = W₂ - m₂.a
⇒ T = W₂ - m₂.a

Karena tegangan tali sama besar, maka :
m₁.a + W₁ = W₂ - m₂.a
⇒ m₁.a + m₂.a = W₂ - W₁
⇒ (m₁ + m₂) a = W₂ - W₁
⇒ a = (W₂ - W₁)/(m₁ + m₂)

a = W2 − W1 (m1+ m2)

melaluiataubersamaini :
a = percepatan sistem (m/s²)
W₂ = berat benda kedua (N)
W₁ = berat benda pertama (N)
m₁ = massa benda pertama (kg)
m₂ = massa benda kedua (kg)

#2 Massa katrol tidak diabaikan 
Jika massa katrol tidak diabaikan, maka tegangan tali kedua tidak sama dengan tegangan tali pertama (T₁ ≠ T₂). Selain itu, kita juga harus meninjau momen gaya yang dialami katrol.

Tinjau benda I :
∑F = m.a
⇒ T₁ - W₁ = m₁.a
⇒ T₁ = m₁.a + W₁

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W₂ - T₂ = m₂.a
⇒ T₂ = W₂ - m₂.a

Tinjau Katrol :
∑τ = I.α
⇒ T₂.r - T₁.r = k m_k r² . ^a⁄_r
⇒ (T₂ - T₁) r = k.m_k.r.a
⇒ T₂ - T₁ = k.m_k.a

Substitusi nilai T₁ dan T₂ ke persamaan ketiga :
W₂ - m₂.a - m₁.a - W₁ = k.m_k.a
⇒ W₂ - W₁ = k.m_k.a + m₂.a + m₁.a
⇒ W₂ - W₁ = (k.m_k + m₂ + m₁) a
⇒ a = (W₂ - W1) / (k.m_k + m₂ + m₁)

a =     W2 − W1 (k.mk + m1+ m2)

melaluiataubersamaini :
a = percepatan sistem (m/s²)
W₂ = berat benda kedua (N)
W₁ = berat benda pertama (N)
k = bilangan atau konstanta pada rumus inersia katrol.
m_k = massa katrol (kg)
m₁ = massa benda pertama (kg)
m₂ = massa benda kedua (kg).

B. Sistem Katrol Bidang Datar 

Jika dua benda dihubungkan oleh tali dan sistem katrol, dengan salah satu benda tergantung dan benda lainnya berada di bidang datar, maka terdapat beberapa keadaan yang sanggup kita amati, yaitu :

#1 Massa katrol diabaikan dan bidang licin

Tinjau benda I :
∑F = m.a
⇒ T₁ = m₁.a
⇒ T = m₁.a

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W₂ - T₂ = m₂.a
⇒ T₂ = W₂ - m₂.a
⇒ T = W₂ - m₂.a

Karena tegangan tali sama besar, maka :
m₁.a = W₂ - m₂.a
⇒ m₁.a + m₂.a = W₂
⇒ (m₁ + m₂) a = W₂
⇒ a = (W₂)/(m₁ + m₂)

a =     W2  (m1+ m2)

melaluiataubersamaini :
a = percepatan sistem (m/s²)
W₂ = berat benda kedua (N)
m₁ = massa benda pertama (kg)
m₂ = massa benda kedua (kg)

#2 Massa katrol dirpehitungkan dan bidang licin

Tinjau benda I :
∑F = m.a
⇒ T₁ = m₁.a

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W₂ - T₂ = m₂.a
⇒ T₂ = W₂ - m₂.a

Tinjau Katrol :
∑τ = I.α
⇒ T₂.r - T₁.r = k m_k r² . ^a⁄_r
⇒ (T₂ - T₁) r = k.m_k.r.a
⇒ T₂ - T₁ = k.m_k.a

Substitusi nilai T₁ dan T₂ ke persamaan ketiga :
W₂ - m₂.a - m₁.a = k.m_k.a
⇒ W₂  = k.m_k.a + m₂.a + m₁.a
⇒ W₂ = (k.m_k + m₂ + m₁) a
⇒ a = (W₂) / (k.m_k + m₂ + m₁)

a =          W2 (k.mk + m1+ m2)

melaluiataubersamaini :
a = percepatan sistem (m/s²)
W₂ = berat benda kedua (N)
k = bilangan atau konstanta pada rumus inersia katrol.
m_k = massa katrol (kg)
m₁ = massa benda pertama (kg)
m₂ = massa benda kedua (kg)

#3 Massa katrol diperhitungkan dan bidang kasar

Tinjau benda I :
∑F = m.a
⇒ T₁ - Fg = m₁.a
⇒ T₁ = m₁.a + Fg

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W₂ - T₂ = m₂.a
⇒ T₂ = W₂ - m₂.a

Tinjau Katrol :
∑τ = I.α
⇒ T₂.r - T₁.r = k m_k r² . ^a⁄_r
⇒ (T₂ - T₁) r = k.m_k.r.a
⇒ T₂ - T₁ = k.m_k.a

Substitusi nilai T₁ dan T₂ ke persamaan ketiga :
W₂ - m₂.a - m₁.a - Fg = k.m_k.a
⇒ W₂  - Fg = k.m_k.a + m₂.a + m₁.a
⇒ W₂ - Fg = (k.m_k + m₂ + m₁) a
⇒ a = (W₂ - Fg) / (k.m_k + m₂ + m₁)

a =       W2 − Fg (k.mk + m1+ m2)

melaluiataubersamaini :
a = percepatan sistem (m/s²)
W₂ = berat benda kedua (N)
Fg = gaya gesek antara benda 1 dan bidang garang (N)
k = bilangan atau konstanta pada rumus inersia katrol.
m_k = massa katrol (kg)
m₁ = massa benda pertama (kg)
m₂ = massa benda kedua (kg).

SUBTOPIK

• Sistem Katrol di Bidang Miring
  
  
  
  
• Sistem Dua Katrol dan Bidang Datar
  
  

Contoh Soal

Dua benda dihubungkan dengan tali kemudian dihubungkan dengan tali kemudian digantung pada katrol licin seperti pada gambar berikut !

 

Jika massa benda 1  m₁ = 2 kg, massa benda 2  m₂ = 3 kg dan percepatan gravitasi g = 10 m/s² (anggap tali tidak bermassa), tentukan :

a.       Percepatan  (a)   yang  dialami   sistem benda tersebut?

b.       Besar tegangan tali (T) yang menghubungkan kedua benda tersebut?

 

 

Jawab

Uraikan dan gambar terlebih dahulu vektor berbagai jenis gaya yang bekerja pada kedua benda, diperoleh

a. Menentukan percepatan (a) sistem

Berdasarkan penjabaran vektor pada gambar di atas, dan dengan menggunakan analisa gaya berat dapat disimpulkan bahwa arah gerak benda bergerak ke kanan (menuju benda 2), sehingga pada sistem berlaku Hukum II Newton

Jadi, besar pecepatan benda pada sistem tersebut adalah 2 m/s²

b. Menentukan besar tegangan tali (T)

Untuk menentukan tegangan tali, ananda dapat melihat salah satu benda beserta uraian vektor dan arah gerak benda nya. 

Lihat benda 2

      Berlaku hukum II Newton

∑𝐹₂ = 𝑚 ₂ .  𝑎

𝑤₂ − 𝑇 = 𝑚 ₂ .  𝑎

𝑇 = 𝑤₂ − 𝑚 ₂ .  𝑎

𝑇 = (𝑚₂.𝑔) − (𝑚₂.𝑎) 

𝑻 = 𝒎_𝟐(𝒈 − 𝒂)

𝑻 = 𝟑(𝟏𝟎 − 𝟐)

𝑻 = 𝟐𝟒  𝑵𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏

 

 

C. Rangkuman

 

Dengan memahami esensi dari hukum-hukum Newton dan konsep berbagai jenis gaya yang bekerja pada benda pada lintsan lurus, maka banyak permasalahan/kasus tentang berbagai gerak benda yang dapat diselesaikan diantaranya:

 

1.       Benda ketika berada di dalam elevator/ lift

2.       Benda yang tertumpuk

3.       Dua buah benda atau lebih yang terhubung dengan katrol yang licin

4.       Permasalahan/kasus –kasus yang lebih kompleks lainnya

 

D. Latihan Soal

 

1.       Rudi bermassa 60 kg berada di dalam lift yang sedang bergerak. Jika percepatan gravitasi g = 10 ms^-2, tentukan:  

a.       Gaya desakan kaki Rudi pada lantai lift, ketika lift bergerak dengan percepatan 2 m/s² ke atas

b.       Gaya desakan kaki Rudi pada lantai lift, ketika lift bergerak dengan percepatan 2 m/s² ke bawah

 

2.       Dua buah balok dengan massa m_A = 3 kg  dan m_B= 1 kg  dihubungkan dengan tali tak bermassa melalui katrol yang diam, sedangkan lantai kasar dengan nilai koefisien gesekan μ adalah 0,2 seperti pada gambar di bawah.

Jika percepatan gravitasi g = 10 ms^-2, tentukan:

a.       Besar percepatan yang dialami kedua benda

b.       Besar Tegangan tali yang menghubungkan kedua benda tersebut

 

 

 

 

 

             

Pembahasan Latihan Soal

 

1. Perhatikan gambar kejadian berikut !

a. Menentukan gaya normal  rudi (N_R) yang bekerja pada lantai (N_R) ketika lift dipercepat ke atas

Karena lift bergerak dengan percepatan konstan, maka berlaku hukum II Newton, sehingga dapat ditulis

∑𝐹 = 𝑚 . 𝑎

𝑁_𝑅 − 𝑤_𝑅 = 𝑚 . 𝑎

𝑁_𝑅 = 𝑚 . 𝑎 + 𝑤_𝑅

𝑁_𝑅 = 𝑚 . 𝑎 + 𝑚 . 𝑔

𝑁_𝑅 = (60 × 2) + (60 × 10)

𝑁_𝑅 = 120 + 600

𝑵_𝑹 = 𝟕𝟐𝟎  𝑵𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏

 

Jadi desakan kaki Rudi pada lantai lift yang sedang bergerak ke atas adalah 720 Newton

 

b. Menentukan gaya normal rudi  yang bekerja pada lantai (N_R) ketika lift dipercepat ke bawah

Perhatikan gambar kejadian berikut !

Karena lift bergerak dengan percepatan konstan, maka berlaku hukum II Newton, sehingga dapat ditulis

∑𝐹 = 𝑚 . 𝑎

𝑤_𝑅 − 𝑁_𝑅 = 𝑚 . 𝑎

𝑁_𝑅 = 𝑤_𝑅 − ( 𝑚 . 𝑎)

𝑁_𝑅 = (𝑚 . 𝑔) − (𝑚 . 𝑎)

𝑁_𝑅 = (60 × 10) − (60 × 2)

𝑁_𝑅 = 600 − 120

𝑵_𝑹 = 𝟒𝟖𝟎  𝑵𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏

 

Jadi desakan kaki Rudi pada lantai lift yang sedang bergerak ke bawah adalah 480 Newton

2. Perhatikan gambar penguraian vektor yang bekerja pada kasus di atas

a. Menentukan percepatan (a) yang dialami oleh sistem benda 

Lihat sistem, benda bergerak dipercepat  menuju benda B, sehingga berlaku hukum II Newton dan dapat ditulis 

∑ 𝐹𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝑚𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 .𝑎

𝑤_𝐵 − 𝑇 + 𝑇 − 𝑓_𝐴 = (𝑚_𝐴 + 𝑚_𝐵) . 𝑎

(𝑚_𝐵. 𝑔) − (𝜇 . 𝑁_𝐴) = (𝑚_𝐴 + 𝑚_𝐵) . 𝑎 (𝑚_𝐵. 𝑔) − (𝜇 . 𝑤_𝐴) = (𝑚_𝐴 + 𝑚_𝐵) . 𝑎

(𝑚_𝐵. 𝑔) − (𝜇 . 𝑚_𝐴.𝑔) = (𝑚_𝐴 + 𝑚_𝐵) .𝑎

(1 × 10) − (0,2 × 3 × 10) = (3 + 1) . 𝑎

(10) − (6) = (4) × 𝑎

4 = 4 × 𝑎

𝒂 = 𝟏  𝒎/𝒔^𝟐

 

Jadi, percepatan yang dialami kedua benda pada sistem di atas adalah 1 m/s²

 

 

b. Besar tegangan tali yang menghubungkan kedua benda 

Untuk menentukan besar tegangan tali yang menghubungkan kedua benda, ananda dapat melihat dengan memilih salah satu benda pada sistem tersebut.

Lihat benda B, diperoleh 

∑ 𝐹_𝐵 = 𝑚_𝐵 . 𝑎

𝑤_𝐵 − 𝑇 = 𝑚_𝐵.𝑎

(𝑚_𝐵. 𝑔) − 𝑇 = 𝑚_𝐵.𝑎

𝑇 = (𝑚_𝐵. 𝑔) − (𝑚_𝐵.𝑎)

𝑇 = (1 × 10) − (1 × 1)

𝑇 = 10 − 1

𝑻 = 𝟗  𝑵𝒆𝒘𝒕𝒐

Jadi, besar tegangan tali yang menghubungkan balok A dan balok 

   pada sistem di atas adalah 9 Newton.

 

Isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang kalian ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda pada kolom Jawaban.

No	Pertanyaan	Jawaban
		Ya	Tidak
1	Apakah Ananda mampu menerapkan hukum-hukum Newton tentang gerak pada suatu benda di setiap kejadian?
2	Apakah Ananda dapat melukiskan vektor berbagai jenis gaya yang kompleks sesuai konsep yang bekerja pada suatu benda?
3	Apakah Ananda mampu menjawab dan memahami soal-soal yang tertera pada latihan soal?
	Jumlah

•       Jika ada jawaban “Tidak” maka segera lakukan review pembelajaran.

•       Jika semua jawaban “Ya” maka Anda dapat melanjutkan kegiatan Pembelajaran berikutnya

 

 

EVALUASI

 

Petunjuk :

 

Untuk menjawab soal evaluasi berikut, pererta didik dapat melihat nilai-nilai trigonometri sudut-sudut istimewa dan aturan konsep sederhana trigonometri berikut!

 

1.       Seseorang yang massanya 80 kg di timbang dalam lift. Jarum timbangan menunjukkan 1000 Newton,  bila percepatan gravitasi bumi 10 m.s^–2 dapat di simpulkan bahwa …

A.      massa orang dalam lift menjadi 100 kg

B.      lift bergerak ke atas dengan kecepatan tetap 

C.       lift bergerak ke bawah dengan kecepatan tetap 

D.      lift bergerak ke bawah dengan percepatan tetap

E.       lift bergerak ke atas dengan percepatan tetap

 

2.       Perhatikan gambar berikut !

           

 

Balok bermassa 4 kg bekerja tiga buah gaya seperti gambar di atas. Jika lantai licin, maka balok dalam keadaan….

A.      Diam (tidak bergerak)

B.      Bergerak lurus berubah beraturan arah ke kanan

C.       Bergerak lurus berubah beraturan arah ke kiri

D.      Bergerak lurus beraturan arah ke kanan

E.       Bergerak lurus beraturan arah ke kiri

 

3.       Karena gaya rem sebesar 500 Newton, benda yang massanya 50 kg berhenti setelah menempuh jarak 2 meter. Kecepatan benda sesaat sebelum di rem adalah...

A.      10 m/s 

B. 20 m/s 

C. 30 m/s 

D. 40 m/s

E. 50 m/s

 

4.       Petugas BNPB menjatuhkan bantuan untuk daerah bencana dari atas helikopter. Jika massa total bantuan adalah 100 kg, sedangkan gesekan udara yang bekerja pada waktu itu adalah 600 Newton, dan percepatan gravitasi bumi g adalah 10 m/s². Maka bantuan tersebut akan jatuh dengan percepatan....

A.      5,0 m/s² 

B. 4,5 m/s²

C. 4,0 m/s²

D. 3,5 m/s²

E. 3,0 m/s²

 

5.       Perhatikan gambar berikut !

Sebuah balok kayu yang massanya 18 kg terletak pada bidang miring yang kasar, dan  ditarik  dengan gaya F sebesar 200 Newton sehingga mengalami percepatan 3 m/s². Jika percepatan gravitasi g adalah 10 m/s²,  maka gaya gesekan yang dialami balok terhadap bidang miring tersebut adalah...

 

 

 

 

A.      54 Newton 

B. 56 Newton 

C. 70 Newton 

D. 75 Newton

E. 84 Newton

 

6.       Perhatikan gambar berikut !

Dua buah balok memiliki berat yang sama yaitu 50 Newton, dihubungkan denga seutas tali yang ringan melalui sebuah katrol yang licin. Kedua balok    tersebut  bersentuhan dengan bidang sentuh yang kasar dengan nilai koefisien gesekan kinetik µ_k = 0,2. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², maka besar tegangan tali yang menghubungkan kedua balok tersebut adalah...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A.      12 Newton 

B. 14 Newton 

C. 15 Newton 

D. 16 Newton

E. 18 Newton

 

 

7.       Kedua balok A dan B masing-masing memiliki massa 8 kg dan 5 kg, dihubungkan dengan tali tak bermassa melalui katrol yang licin seperti gambar berikut !

 

 

 

Koefisien gesekan statis dan kinetis antara balok dan lantai adalah 0,5 dan 0,3, sedangkan percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s². Jika balok C yang bermassa 4 kg diletakkan di atas balok A maka akan terjadi....

 

A.      Tegangan tali sistem lebih kecil dari keadaan semula

B.      Tegangan tali sistem menjadi dua kali dari keadaan semula

C.       Sistem balok menjadi diam

D.      Sistem balok bergerak dengan percepatan dua kali dari yang semula

E.       Sistem balok bergerak dengan percepatan setengah kali dari yang semula

 

8.       Perhatikan gambar berikut !

Jika diketahui m₁ = 4 kg dan m₂ = 2 kg, dan balok 1 berada pada lantai yang kasar dengan koefisien gedekan kinetik µ_k = 0,3. Balok 2 mula-mula diam dan bergerak ke bawah. jika  percepatan gravitasi  g = 10 m/s², maka waktu yang dibutuhkan benda 2 mencapai tanah adalah...   

A. 3 sekon 

B. 4 sekon 

C. 5 sekon 

D. 6 sekon

E. 7 sekon

 

9.       Benda dengan massa 4 kg terletak di atas bidang mendatar. Pada benda bekerja gaya mendatar sebesar 50 Newton. Jika koefisien gesekan statis 0,75, koefisien gesekan kinetis 0,5 dan percepatan gravitasi g = 10 m/s², perhatikan pernyataan berikut :

I.           Benda akan diam

II.         Gaya gesekan yang bekerja pada benda sebesar 20 Newton

III.       Percepatan yang dialami benda adalah 5 m/s²

IV.       Benda bergerak dengan percepatan konstan Pernyataan di atas yang sesuai adalah...

A.      I saja

B.      I dan II

C.       II dan III

D.      II dan IV

E.       III dan IV

 

10.   Perhatikan gambar berikut !

Tiga buah benda dihubungkan dengan katrol seperti gambar di samping. Jika m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg dan m₃ = 3 kg, sedangkan koefisin gesekan kinetis bidang sentuh adalah 0,1, maka besar tegangan tali yang menghubungkan benda m₂ dan m₃ adalah... (g = 10 m/s²)

 

A.      13 Newton

 B. 15 Newton 

C. 17 Newton 

D. 19 Newton

E. 21 Newton

 

 

 KUNCI JAWABAN EVALUASI

 

 

 

1.       E

2.       B

3.       A

4.       C

5.       B

6.       D

7.       C

8.       D

9.       D

10.   E