Sebuah kelereng (massa m) tergantung di ujung bawah tali (tanpa massa) dengan panjang L. Kelereng tersebut mengalami gerak melingkar beraturan (jari-jari r) dengan kecepatan sudut tetap ω. Besar gaya tegangan tali adalah ....

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah m√(ω^4r^2 + g^2) N Diketahui: panjang tali = L massa benda = m jari-jari lintasan = r kecepatan sudut = ω sudut antara tali dan garis tegak = θ/2 Ditanya: T (gaya tegangan tali) Jawab: Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah persamaan Hukum II Newton, gaya sentripetal dan resultan atau besar vektor. Adapun langkah menyelesaikan soal ini: 1. Pada arah sumbu x, benda mengalami gaya sentripetal sehingga gaya tegangan tali arah x yaitu: Tx = mω^2r Dengan: Tx = gaya tegang tali arah x (N) m = massa benda (kg) ω =kecepatan sudut (rad/s) r = jari-jari lintasan (m) 2. Pada arah sumbu y, benda tidak mengalami gerak apapun sehingga total gaya yang bekerja akan sama dengan 0 sehingga degan Hukum II Newton: Ty - w = 0 Ty = mg Dengan: Ty = gaya tegang tali arah y (N) m = massa (kg) g = percepatan gravitasi (m/s^2) 3. Gunakan rumus resultan vektor tegak lurus untuk mencari besar tegangan tali: T = √(Tx^2 + Ty^2) T = √((mω^2r)^2 + (mg)^2) T = √(m^2ω^4r^2 + m^2g^2) T = √(m^2(ω^4r^2 + g^2)) T = m√(ω^4r^2 + g^2) N Jadi, besar tegangan tali adalah m√(ω^4r^2 + g^2) N