Seorang Mahasiswa ITERA yang berasal dari kosan TIMBER sedang melakukan percobaan Fisika dengan beberapa peralatan. Mahasiswa tersebut menyiapkan 2 buah balok bermassa m1 = 5 kg dan m2 = 8 kg disusun menggunakan katrol licin seperti digambar. Diketahui koefisien gesek statik dan kinetik antara benda m1 atau m2 terhadap Mb adalah 0,2 dan 0,1 kemudian sudutnya membentuk (tan θ = 3/4). Pada soal ini asumsikan Mb tidak bergerak. Tentukanlah tegangan (T) talinya!

Jawaban yang benar adalah 19,04 N. Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan nol, maka benda yang bergerak pasti memiliki percepatan. Secara matematis Hukum II Newton dinyatakan sebagai : a = ∑F/m atau ∑F = m a dengan : ∑F = resultan gaya (N) m = massa (kg) a = percepatan (m/s²) Secara matematis hukum I Newton dinyatakan sebagai : ∑F = 0 untuk benda diam atau benda bergerak lurus beraturan. dengan : ∑F = resultan gaya (N) Gaya gesekan merupakan gaya sentuh antara benda dengan bidang permukaan yang arahnya berlawanan dengan arah gerak relatif benda. Ada 2 jenis gaya gesekan yaitu : 1) Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan yang dikerjakan pada benda sewaktu benda tidak bergerak atau tepat bergerak. Rumusnya adalah : fs = μs. N 2) Gaya gesekan kinetis adalah gaya gesekan yang dikerjakan pada benda sewaktu benda bergerak. Rumusnya adalah : fk = μk. N dengan : μs = koefisien gaya gesek statis μk = koefisien gaya gesek kinetis N = gaya normal (N) fs = gaya gesek statis (N) fk = gaya gesek kinetis (N) Diketahui : m1 = 5 kg m2 = 8 kg μs = 0,2 μk = 0,1 g = 10 m/s² tan 𝜃 = 3/4 sin 𝜃 = 3/5 cos 𝜃 = 4/5 Ditanya : T = ....? Pembahasan : Diagram gaya bebas ditunjukkan pada gambar. Tinjau benda 1 : ∑Fy = 0 N1 - w1 cos 𝜃 = 0 N1 = 5 x 10 x 4/5 = 40 N w1 sin 𝜃 = 5 x 10 x 3/5 = 30 N Hitung gaya gesek statis dan kinetisnya : fs1 = μs N1 fs1 = 0,2 x 40 = 8 N fk1 = μk N1 fk1 = 0,1 x 40 = 4 N Tinjau benda 2 : ∑Fy = 0 N2 - w2 = 0 N2 = 8 x 10 = 80 N Hitung gaya gesek statis dan kinetisnya : fs2 = μs N2 fs2 = 0,2 x 80 = 16 N fk2 = μk N2 fk2 = 0,1 x 80 = 8 N Bandingkan gaya-gaya yang menyebabkan kedua benda bergerak : w1 sin 𝜃 > (fs1 + fs2) 30 N > (8 + 16) N Maka sistem dalam keadaan bergerak. Percepatan sistem dihitung dengan : ∑Fx = (m1 + m2)a w1 sin 𝜃 - fk1 - fk2 = (m1 + m2)a 30 - 4 - 8 = (5 + 8)a 18 = 13a a = 18/13 a = 1,38 m/s² Tinjau benda 2 untuk menghitung tegangan tali : ∑Fx = m2 x a T - fk2 = m2 x a T - 8 = 8 x 1,38 T = 11,04 + 8 T = 19,04 N Jadi besar tegangan tali adalah 19,04 N.