Contoh Soal Serta Pembahasan Hukum 2 Newton Pada Sistem Katrol

Contoh Soal serta Pembahasan Hukum 2 Newton – Hukum 2 Newton adalah salah satu solusi dalam mendapatkan persamaan gerak suatu benda. Salah satu aplikasi Hukum 2 Newton yang bakal di bahas pada kesempatan kali ini yaitu mencari persamaan gerak suatu benda pada sistem katron. Tujuan dari artikel ini yaitu agar anda dapat memahami bagaimana cara mencari percepatan serta besar tegangan tali pada sistem katrol.

Hukum 2 Newton

Secara Umum Hukum 2 Newton menjelaskan kalau perubahan momentum suatu benda persatuan waktu sedanding dengan besarnya gaya yang diberikan. Momentum adalah suatu besaran yang berhubungan dengan massa serta kecepatan benda. Setiap benda bermassa (m) serta mempunyai kecepatan (v) maka besarnya momentum (p) benda tersebut yaitu hasil kali massa serta kecepatan benda tersebut (p = m.v).

Katika massa benda tersebut konsta, maka diperoleh

Hukum 2 Newton buat massa konstan, menjelaskan bahwa, besarnya percepatan yang dialami suatu benda berbanding lurus dengan besarnya daya yang diberikan serta berbanding terbalik dengan massa benda tersebut.


Baca Juga : Contoh Soal serta Jawaban Hukum 2 Newton Serta Konsepnya

#Gaya-gaya yang berkerja pada sistem katrol

1. Gaya Tegangan Tali (T)

Ketika dua buah benda atau lebih dihubungkan oleh seutas tali, maka kedua benda tersebut bakal menimbulkan gaya tegangan pada tali. Sehingga saat salah satu benda ditarik maka benda yang lain bakal tertarik oleh gaya tegangan tali tersebut. Contohnya saat Ente mengikat dua buah mobil-mobilan dengan tali, saat Ente menarik salah satu mobil maka mobil yang lain bakal ikut bergerak. Ingat gaya adalah vektor, menjadi Ente perlu meperhatikan arah dari gaya tersebut. Perhatikan ilustrasi berikut:

Besar tegangan tali pada tali yang sama yaitu sama. Perhatikan arah gaya tegangan tali (T) pada kedua benda. kalau benda M2 ditarik oleh gaya F, maka

#Perhatikan Benda 1
Jika kita meninjau benda 1 maka gaya tegangan tali (T) yaitu kearah kanan, hal ini karna benda M1 ditarik oleh benda M2 lewat seutas tali. Atau dengan kata lain tali menarik benda mu dengan gaya T kearah kanan.

#Perhatikan Benda 2
Jika kita melihat dari benda 2 maka benda 2 seakan bakal ditarik oleh benda M1 karna sifat lembam sebuah benda (lembam yaitu sifat selalu mau diam dari sebuah benda). Artinya benda M2 bakal ditarik oleh M1 lewat seutas tali dengan gaya sebesar T kearah kiri.

Baca Juga : Kumpulan Soal serta Pembahasan Soal Ujian Nasional (UN) Fisika SMA Part 1 - Gaya

2. Gaya Berat (W)

Gaya berat yaitu sebuah gaya yang dialami oleh sebuah benda akibat gaya tarikan gravitasi. Karena setiap benda bermassa bakal ditarik oleh gaya gravitasi yang arahnya selalu menuju pusat bumi.Besarnya gaya berat sebuah benda bermassa m yaitu :

Keterangan :
W yaitu gaya berat benda (N)
m yaitu massa benda (Kg)
g yaitu percepatan garvitasi (m/s^2)

Kumpulan Contoh Soal serta Pembahasan Hukum 2 Newton pada Katrol

Contoh 1 - Soal serta Jawaban Hukum 2 Newton pada Sistem Katrol

Dua buah benda dibungkan oleh seutas tali pada sebuah katrol seperti pada gambar dibawah ini. Diketahui kalau massa benda m1 = 4 kg serta m2 = 6 kg. kalau massa tali serta katrol di abaikan, tentukan pecepatan sistem tersebu? (Gunkana g = 10 m/s^2)

Jawab :

Langkah 1 : Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada sistem katrol serta tentukan sistem koordinat

Penjelasan Penting:

Ada 2 gaya yang bekerja pada masing-masing benda tersebut, yaitu gaya berat (W) serta gaya tegangan tali (T). Gaya berat terjadi karna benda 1 serta 2 mempunyai massa, sehingga kedua benda bakal ditarik oleh gaya gravitasi bumi. Besarnya gaya berat (W) benda sama dengan besarnya massa benda (m) tersebut dikalikan dengan percepatan gravitasi (g) [W = m.g]. Gaya Tegangan Tali (T) terjadi karna benda m1 serta m2 terhubung dengan seutas tali, maka bakal menimbulkan gaya tegangan tali pada kedua benda. Besarnya gaya tegangan tali benda 1 serta benda 2 yaitu sama, yaitu T, hal ini karna benda 1 serta benda dua bergerak dengan percepatan yang sama atau bergerak selaras.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

M1 = 4 Kg

M2 = 6 Kg

g = 10 m/s^2

Ditanya : Percepatan sistem (a) = ...?

#Amati Benda M1

Gaya pada benda M1 cuma mengarah pada sumbu Y serta enggak ada gaya yang mengarah pada sumbu X. Gaya-gaya yang mengarah pada sumbu Y yaitu gaya tegangan tali (T) yang mengarah ke sumbu +y serta gaya berat benda (W1 = M1 . g) yang mengarah ke sumbu -y. Kemudian arah percepatan benda M1 yaitu mengarah ke sumbu +y serta besar percepatan sistem tersebut yaitu a. maka diperoleh

#Amati Benda M2

Gaya pada benda M2 cuma mengarah pada sumbu Y serta enggak ada gaya yang mengarah pada sumbu X. Gaya-gaya yang berada benda M2 yaitu gaya tegangan tali (T) yang mengarah ke sumbu +y serta gaya berat (W2 = M2 . g) yang mengarah ke sumbu -y. Kemudian arah percepatan benda M2 mengarah ke sumbu -y serta besar percepatannya yaitu a. maka diperoleh

Langkah 3 : Jumlahkan Persamaan (1) serta (2), maka diperoleh

Langkah terakhir : substitusikan nilai yang diketahui, maka diperoleh nilai percepatan sistem adalah

Jadi, percepatan sistem tersebut yaitu 2 m/s^2.

Baca Juga : Kumpulan Soal serta Pembahasan Soal Ujian Nasional (UN) Fisika SMA Part 1 - Mekanika (Gerak Lurus serta Gerak Melingkar) 

Contoh 2 - Soal serta Jawaban Hukum 2 Newton pada Sistem Katrol

Sistem katrol yang terdiri atas dua katrol serta dua beban dirangkai seperti gambar dibawah ini. kalau dikenal kalau massa benda M1 = 30 Kg serta M1 = 20 Kg serta percepatan gravitasi ditempat tersebut yaitu 10 m/s^2. Tentukanlah percepatan dari masing masing benda serta besar tegangan tali pada sistem katrol tersebut ?

Jawab :

Langkah 1 : Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada sistem serta tentukan sistem koordinat

Dalam mengambarkan gaya-gaya yang berkerja pada sistem, kita perlu memperharitikan kalau sistem tersebut terdiri dari apa saja serta apa saja yang mempengaruhi sistem tersebut. Pada kasus ini sistem terdiri dari 2 buah beban, 2 buah katrol serta seutas tali penghubung. Pertama sistem terdiari dari 2 buah benda bermassa, maka benda bermassa tersebut pasti bakal mengalami tarikan gravitasi, yang disebut sebagai gaya berat (W = m.g) dari masing masing benda. Kedua sistem terdiri dari 2 katrol, karna katrol licin serta massanya diabaikan maka katrol enggak mempunyai pengaruh. Ketiga, dua buah benda dihubungkan dengan seutas tali maka bakal menimbulkan gaya tegangan tali (T).

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta ditanyakan

Diketahui:

M1 = 30 Kg

M2 = 20 Kg

g = 10 m/s^2

Ditanya : Tentukanlah percepatan dari masing masing benda serta besar tegangan tali pada sistem katrol tersebut?

#Tinjau Benda 1

Perhartikan arah gerak benda M1 yaitu kearah bawah atau ke arah -y, maka besarnya percepatan benda Ma yaitu -a1. Kemudia arah gaya tegangan tali ke arah sumbu +y maka besarnya yaitu (+T), sedangkan arah gaya berat kearah -y maka besarnya (-W1).

Karena arah gaya benda 1 cuma mengarah pada sumbu y, maka kita cuma perlu meninjau gerak benda pada arah y saja

#Tinjau Benda 2

Perhartikan arah gerak benda M2 yaitu kearah bawah atau ke arah +y, maka besarnya percepatan benda Ma yaitu +a2. Kemudia ada dua gaya tegangan tali ke arah sumbu +y maka besarnya yaitu (+2T), sedangkan arah gaya berat kearah -y maka besarnya (-W2).

Karena arah gaya benda 2 cuma mengarah pada sumbu y, maka kita cuma perlu meninjau gerak benda pada arah y saja

Langakah 3 : Melihat hubungan benda M1 serta M2

Perhatikan gambar diatas! saat benda bermassa M1 bergerak sejauh y maka benda M2 baru bergerak sejauh ½ y. Artinya jarak yang ditempuh oleh benda M1 sama dengan dua kalai jarak yang ditempuh oleh benda M2

Sekarang kita lihat persamaan gerak benda 1 serta 2 menggunakan GLBB

Karena benda bergerak dari keadaan diam maka vo = 0, sehingga diperoleh

Karena benda 1 serta 2 bergerak secara bersamaan maka waktu yang ditempu kedua benda yaitu sama t1 = t2 = t. Kemudian substitusikan persamaan y1 serta y2 ke persamaan (3) maka diperoleh

Jadi, hubungan benda 1 serta 2 pada sistem katrol adalah

Sehingga kita mempunyai 3 persamaan penting, yaitu :

Substitusikan persamaan (4) ke persamaan (1)

Persamaan (5) dikalaikan dengan 2 kemudian dijumlahkan dengan persamaan (2) buat mengeliminasi T pada kedua persamaan tersebut

Maka diperoleh besarnya percepatan benda 2 adalah

Kemudian, substitusikan nilai a2 = 2,86 m/s^2 ke persamaan 4, maka diperoleh percepatan benda M1 adalah

Jadi, diperoleh percepatan benda 1 serta 2 adalah

#Langkah terakhir : buat mendapatkan besar gaya tegangan tali maka sumbtitusikan nilai percepatan benda ke persamaan (1) atau (2). Disini saya menggunakan persanaam (1)

Jadi, besar gaya tegangan tali yaitu 128,4 N.

Jangan Lupa Baca Contoh Selanjutnya Klik Next

Terima Kasaih sudah Berkunjung serta Semangat Belajar

Tag :

soal hukum newton
contoh soal hukum newton
contoh soal hukum newton 2
soal serta pembahasan hukum newton
soal hukum newton 2
soal hukum newton serta pembahasan
soal jawab hukum newton
soal hukum newton tentang gerak

Jangan Lupa Follow Blog ini agar anda enggak ketinggalan artikel terbaru dari kami, serta kelik like serta share jika anda suka dengan artikel ini. Berikan keritikan serta saran terbaik anda buat kami 

Bagikan Artikel ini