Home CONTOH DINAMIKA ROTASI Contoh Soal Dan Tanggapan Sistem Katrol

Contoh Soal Dan Tanggapan Sistem Katrol

by CerdaskanKita

Contoh 1 : Menentukan Percepatan yang Dialami Benda. Dua benda dihubungkan dengan seutas tali dan katrol menyerupai terlihat pada gambar di bawah. Massa benda yang digantung merupakan 40 kg dan massa benda yang di atas meja merupakan 20 kg. Jika permukaan meja licin dan massa katrol diabaikan, maka percepatan yang dialami oleh kedua benda tersebut merupakan …..

A. 6,6 m/s2
B. 6,0 m/s2
C. 5,4 m/s2
D. 4,6 m/s2
E. 4,2 m/s2
 Menentukan Percepatan yang Dialami Benda CONTOH SOAL DAN JAWABAN SISTEM KATROL

Pembahasan :
Dik m1 = 20 kg, m2 = 40 kg.

Sebagai alat bantu, gambarlah garis-garis gaya yang bekerja pada benda sebagai berikut :

 Menentukan Percepatan yang Dialami Benda CONTOH SOAL DAN JAWABAN SISTEM KATROL

Karena massa katrol diabaikan dan tak ada gaya gesekan, maka besar tegangan tali yang dialami oleh benda pertama akan sama dengan besar tegangan tali yang dialami benda kedua.

Tinjau benda I :
⇒ ∑F = m.a
⇒ T1 = m1.a
⇒ T = 20a

Tinjau benda II :
⇒ ∑F = m.a
⇒ W2 − T2 = m2.a
⇒ T2 = W2 − m2.a
⇒ T = 40(10) − 40.a
⇒ T = 400 − 40a

Karena tegangan tali sama besar, maka :
⇒ 20a = 400 − 40a
⇒ 60a = 400
⇒ a = 6,6 m/s2.

Jadi, kedua benda akan bergerak dengan percepatan 6,6 m/s2.

Jawaban : A

Contoh 2 : Dua buah benda masing-masing m1 = 30 kg dan m2 = 70 kg dihubungkan dengan tali dan katrol sama menyerupai soal nomor 1 di atas. Jika massa katrol diabaikan dan koefisien goresan antara benda pertama dan meja merupakan 0,4 maka percepatan yang dialami kedua benda tersebut merupakan …..
A. 6,4 m/s2
B. 5,8 m/s2
C. 4,6 m/s2
D. 4,2 m/s2
E. 3,8 m/s2

Pembahasan :
Dik : m1 = 30 kg, m2 = 70 kg, μ = 0,4.

Karena ada gaya gesek antara benda dan meja, maka gaya gesek juga besar lengan berkuasa terhadap percepatan kedua benda. Untuk itu, gambarlah garis gaya sebagai alat bantu.

 Menentukan Percepatan yang Dialami Benda CONTOH SOAL DAN JAWABAN SISTEM KATROL

Tinjau benda I :
∑F = m.a
⇒ T1 − Fg = m1.a
⇒ T − N.μ = 30a
⇒ T − m1.g.μ = 30a
⇒ T − 30(10)(0,4) = 30a
⇒ T − 120 = 30a
⇒ T = 120 + 30a

Baca Juga:   Pembahasan Pola Soal Suhu Dan Termometer

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W2 − T2 = m2.a
⇒ T2 = W2 − m2.a
⇒ T = 700 − 70a

Karena massa katrol diabaikan, maka tegangan talinya sama :
⇒ 120 + 30a = 700 − 70a
⇒ 100a = 580
⇒ a = 5,8 m/s2.

Jawaban : B

Contoh 3 : Percepatan Pada Katrol Tunggal
Dua benda m1 dan m2 masing-masing bermassa 5 kg dan 10 kg dihubungan dengan tali dan katrol menyerupai gambar di bawah ini. Jika massa katrol 2 kg, maka percepatan kedua benda merupakan …..

 Menentukan Percepatan yang Dialami Benda CONTOH SOAL DAN JAWABAN SISTEM KATROL

A. 3,1 m/s2
B. 2,8 m/s2
C. 2,6 m/s2
D. 2,2 m/s2
E. 2,0 m/s2

Pembahasan :
Dik : m1 = 5 kg, m2 = 10 kg, mk = 2 kg.

Karena massa katrol tak diabaikan, maka tegangan tali tak sama (T1 ≠ T2). Perhatikan bahwa garis gaya juga kita gambarkan pada katrolnya.

Tinjau benda I :
∑F = m.a
⇒ T1 − W1 = m1.a
⇒ T1 = m1.a + W1
⇒ T1 = 5a + 50

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W2 − T2 = m2.a
⇒ T2 = 100 − 10a

Tinjau Katrol :
∑τ = I.α
⇒ T2.r – T1.r = ½ mk r2 . ar
⇒ (T2 – T1) r = k.mk.r.a
⇒ 100 − 10a − (5a + 50)  = ½ (2).a
⇒ 50 − 15a = a
⇒ 16a = 50
⇒ a = 3,1 m/s2.

Jawaban : A

Contoh 4 : Sistem Katrol dan Bidang Miring
Gambar di bawah ini merupakan denah gerak dan garis gaya yang dialami oleh dua benda yang dihubungkan dengan tali dan katrol di bidang miring.

Diketahui m1 dan m2 masing-masing 10 kg dan 20 kg. Koefisien goresan antara benda pertama dengan bidang miring merupakan 0,2. Jika sudut kemiringan bidang merupakan 37o dan massa katrol diabaikan, maka percepatan benda merupakan …..
A. 4,1 m/s2
B. 4,6 m/s2
C. 4,8 m/s2
D. 5,1 m/s2
E.  5,4 m/s2

Pembahasan :
Tinjau benda I :
∑F = m.a
⇒ T1 – W1x – Fg = m1.a
⇒ T1 = m1.a + Fg + W1x
⇒ T = m1.a + N.μ + W1 sin θ
⇒ T = m1.a + W1 cos 37o.μ + W1 sin 37o
⇒ T = 10a + 100 (⅘)(0,2) + 100(⅗)
⇒ T = 10a + 16 + 60
⇒ T = 10a + 76

Baca Juga:   Contoh Soal Aturan Kekekalan Momentum

Tinjau benda II :
∑F = m.a
⇒ W2 − T2 = m2.a
⇒ T2 = W2 − m2.a
⇒ T = 200 − 20a

Karena tegangan tali sama besar, maka :
⇒ 10a + 76 = 200 − 20a
⇒ 30a = 200 − 76
⇒ 30a = 124
⇒ a = 4,1 m/s2.

Jawaban : A

SOAL SERUPA

  • Perhatikan gambar di bawah ini!
     Menentukan Percepatan yang Dialami Benda CONTOH SOAL DAN JAWABAN SISTEM KATROL

    Massa m1 dan m2 masing-masing merupakan 20 kg dan 40 kg. Gaya goresan antara benda pertama dengan meja merupakan 0,25. Jika massa dan goresan pada katrol diabaikan, maka tentukan percepatan yang dialami m2.

You may also like