KOMPAS.com - Gaya pada tegangan tali dengan lintasan berupa lingkaran memiliki keterkaitan antara gaya berat dan percepatan sentripetal. Bagaimanakah penerapannya dalam menyelesaiakan suatu kasus? Berikut akan kita bahas bersama.
Soal dan Pembahasan
Sebuah batu dengan massa 2 kg diikat dengan tali dan diputar sehingga membentuk lintasan lingkaran vertikal dengan jari-jari 0,5 m. Apabila kecepatan sudut batu adalah 6 rad/s dan percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan tegangan tali pada saat batu di titik tertinggi!
Gaya sentripetal merupakan gaya yang menyebabkan timbulnya percepatan sentripetal.
Persamaan dalam menentukan gaya sentripetal:
Fs = m × as
Adapun percepatan sentripetal merupakan percepatan yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran.
Baca juga: Menentukan Percepatan Sentripetal dari Putaran dan Diameter Lingkaran
Persamaan dalam menentukan percepatan sentripetal:
as = v² / r atau as = ω² × r
Sekarang mari kita selesaikan permasalahan pada contoh soal di atas.
Diketahui
- Massa benda (m) = 2 kg
- Jari-jari (r) = 0,5 m
- Kecepatan sudut (ω) = 6 rad/s
- Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²
Ditanyakan
Tegangan tali di titik tertinggi (T).
Penyelesaian
∑Fs = m × as
T + w = m × as
T + (m × g) = m × ω² × r
T = (m × ω² × r) - (m × g)
T = (2 × 6² × 0,5) - (2 × 10)
T = 36 - 20
T = 16 N
Baca juga: Menghitung Jari-Jari dari Kecepatan Sudut dan Percepatan Sentripetal
Sehingga tegangan tali di titik tertinggi adalah 16 N.
(Sumber: Kompas.com/[Risya Fauziyyah] I Editor: [Rigel Raimarda])
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.