Sebuah rantai terdiri atas lima buah mata rantai, dengan setiap mata rantai bermassa 0,1 kg. Rantai tersebut kemudian diangkat secara vertikal dengan percepatan 2,2 m/s². Gaya paling besar terjadi pada hubungan antara .... A. semua hubungan antarmata rantai sama besar B. mata rantai kelima dan keempat C. mata rantai keempat dan ketiga D. mata rantai ketiga dan kedua E. mata rantai kedua dan pertama

Question

Jawaban yang benar adalah B. Mata rantai kelima dan keempat.

Diketahui:

Sebuah rantai terdiri atas lima buah mata rantai

m1 = m2 = m3 = m4 = m5 = 0,1 kg

a = 2,2 m/s²

g = 9,8 m/s² (percepatan gravitasi setempat)

Ditanya:

Gaya paling besar terjadi pada hubungan antara = ...?

Jawab:

Konsep yang kita gunakan adalah penerapan hukum Newton. Pada hukum II Newton dinyatakan bahwa benda bergerak dengan percepatan a yang sebanding dengan resultan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis dirumuskan oleh:

a = ΣF/m

ΣF = m x a,

dimana:

a = percepatan benda (m/s^2)

m = massa benda (kg)

ΣF = resultan gaya (N).

Dari gambar soal, maka diagram bebas benda dapat dilihat pada foto di bawah.

Gaya yang bekerja pada mata rantai pertama akibat mata rantai kedua:

ΣF = m₁a

F₂₁ - m₁g = m₁a

F₂₁ = m₁a + m₁g

F₂₁ = m₁(a+g)

F₂₁ = 0,1 x (2,2+9,8)

F₂₁ = 0,1 x 12

F₂₁ = 1,2 N.

Selanjutnya tinjau gaya yang bekerja pada mata rantai kedua akibat mata rantai ketiga:

ΣF = m₂a

F₃₂ - F₁₂ - m₂g = m₂a ----> Besar F₂₁ = F₁₂

F₃₂ = F₁₂ + m₂g + m₂a

F₃₂ = F₁₂ + m₂(a+g)

F₃₂ = 1,2 + 0,1 x (2,2+9,8)

F₃₂ = 1,2 + 1,2

F₃₂ = 2,4 N.

Kemudian tinjau gaya yang bekerja pada mata rantai ketiga akibat mata rantai keempat:

ΣF = m₃a

F₄₃ - F₂₃ - m₃g = m₃a ----> Besar F₃₂ = F₂₃

F₄₃ = F₂₃ + m₃g + m₃a

F₄₃ = F₂₃ + m₃(a+g)

F₄₃ = 2,4 + 0,1 x (2,2+9,8)

F₄₃ = 2,4 + 1,2

F₄₃ = 3,6 N.

Terakhir tinjau gaya yang bekerja pada mata rantai keempat akibat mata rantai kelima:

ΣF = m₄a

F₅₄ - F₃₄ - m₄g = m₄a ----> Besar F₃₄ = F₄₃

F₅₄ = F₃₄ + m₄g + m₄a

F₅₄ = F₃₄ + m₄(a+g)

F₅₄ = 3,6 + 0,1 x (2,2+9,8)

F₅₄ = 3,6 + 1,2

F₅₄ = 4,8 N.

Dari hasil di atas terlihat bahwa gaya paling besar terjadi pada hubungan antara mata rantai kelima dan keempat yaitu sebesar 4,8 N.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah B.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa