Pada sebuah katrol yang memiliki massa sebesar 0,46 gram. Terdiri atas massa turun sebesar 35 gram. Apabila diketahui gaya bersih sebesar 0,020 N. Hitunglah besar massa yang naik.

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah 28 gram Diketahui: M (massa katrol) = 0,46 gram = 0,46 x 10^-3 kg m2( massa turun) = 35 gram = 35 x 10^-3 kg F = 0,02 N Ditanya: m1 (massa naik) Jawab: Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah persamaan Hukum II Newton dan persamaan hubungan antara torsi dan momen inersia. Adapun langkah menyelesaikan soal ini: 1.Katrol secara umum dianggap silinder pejal maka momen inersia katrol adalah I = 1/2 MR^2 maka gunakan rumus hubungan antara torsi dan momen inersia untuk mencari percepatan linier sistem: τ = Iα FR = 1/2 MR^2.a/R Dengan: τ = torsi (Nm) I = momen inersia (kgm^2) M = massa katrol (kg) R = jari-jari katrol (m) α = percepatan sudut (rad/s^2) a = percepatan linier (m/s^2) F = gaya (N) Maka: 0,02.R = 1/2 x 0,46 x 10^-3 x R^2 x a/R 0,02 = 0,23 x 10^-3 x a a = 0,02/(0,23 x 10^-3) a = 86,96 m/s^2 2. Gaya bersih adalah hasil pengurangan dari gaya tegang tali pada massa turun dengan gaya tegang tali pada massa naik maka: F = T2 - T1 F = (m2a - m2g) - T1 Dengan T adalah gaya tegang tali (N) dan m adalah massa benda (kg) maka: 0,02 = ((35 x 10^-3 x 86,96) - (35 x 10^-3 x 10)) - T1 0,02 = (3,04 - 0,35) - T1 0,02 = 2,69 - T1 T1 = 2,69 - 0,02 T1 = 2,67 N 3. Cari massa naik dengan persamaan Hukum II Newton: T1 = m1g + m1a 2,67 = m1.10 + m1.86,96 2,67 = 96,96m1 m1 = 2,67/96,96 m1 = 0,028 kg m1 = 28 gram Jadi, besar massa yang naik adalah 28 gram