Sebuah batu massanya 400 gram diikat dengan tali tingan. Batu dan tali diputar hingga membentuk lingkaran vertikal dengan jari-jari 20 cm. Jika kecepatan linier batu adalah 2 m/s, hitunglah gaya tegangan tali saat:

Sebuah batu massanya 400 gram diikat dengan tali tingan. Batu dan tali diputar hingga membentuk lingkaran vertikal dengan jari-jari 20 cm. Jika kecepatan linier batu adalah 2 m/s, hitunglah gaya tegangan tali saat:
a.Batu berada di titik terbawah.
b.Batu berada di titik teratas

Jawaban yang benar adalah 12 N dan 4 N.

Diketahui:
m = 400 gram = 0,4 kg
R = 20 cm = 0,2 m
v = 2 m/s

Ditanya:
gaya tegangan tali saat:
a.Batu berada di titik terbawah
b.Batu berada di titik teratas

Pembahasan:
a. Mencari gaya tegangan tali saat batu berada di titik terbawah.

Di titik terbawah, berat benda arahnya keluar pusat lingkaran sedangkan arah gaya tegangan tali menuju pusat lingkaran, sehingga berdasarkan Hukum Newton II, besar gaya tegangan tali tersebut dapat dihitung sebagai berikut:
T–W = m.as
T –m.g = m.v²/R
T = m[(v²/R)+g]

Keterangan
T = gaya tegangan tali (N)
W = berat benda (N)
m = massa (kg)
as = percepatan sentripetal (m/s²)
g = percepatan gravitasi (10 m/s²)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari lingkaran (m)

Sehingga
T = m[(v²/R)+g] T = 0,4[(2²/0,2)+10] T = 0,4[30] T = 12 N

b. Mencari gaya tegangan tali saat batu berada di titik teratas.

Di titik tertinggi, berat benda arahnya sama dengan arah gaya tegangan tali yaitu menuju pusat lingkaran, sehingga berdasarkan Hukum Newton II, besar gaya tegangan tali tersebut dapat dihitung sebagai berikut:
T+W = m.as
T +m.g = m.v²/R
T = m[(v²/R)–g]

Sehingga
T = m[(v²/R)–g] T = 0,4[(2²/0,2)–10] T = 0,4[10] T = 4 N

Jadi, gaya tegangan tali saat batu berada di titik terbawah dan teratas berturut-turut adalah 12 N dan 4 N.

Rekomendasi lainnya :

Baca Juga :  Bacalah kutipan biografi tokoh berikut ini dengan cermat! Ia dikenal sebagai Sang Jenius dari Papua. Ia lahir di Manokwari pada 22 September 1986. Sejak kecil, dia sering tinggal berpindah-pindah mengikuti orang tuanya. Bahkan, tak jarang dia hidup terpisah dari orang tua. Dia adalah seorang pemenang lomba First Step to Nobel Prize in Physics pada tahun 2004 dari Indonesia. Makalahnya berjudul Infinite Triangle and Hexagonal Lattice Networks of Identical Resisto. Rumus Penghitung Hambatan antara Dua Titik Rangkaian Resistor yang ditemukannya diberi namanya sendiri yaitu "George Saa Formula”. Kutipan tersebut adalah bagian struktur biografi ....
IlmuanTekno
© Copyright 2025, All Rights Reserved