Iklan

Iklan

Pertanyaan

Batang kecil A diam pada bidang mendatar licin dihubungkan oleh seutas benang ke P dan ke beban B yang massanya sama dengan massa batang melalui sebuah katrol tak bermassa. Batang juga dihubungkan ke titik O oleh sebuah pegas ringan yang panjangkendurnya l 0 ​ = 50 cm dan tetapannya k = l 0 ​ 3 m g ​ , dengan m adalah massa batang. Benang PA kemudian dibakar sehingga batang mulai bergeser. Tentukan kecepatan batang saat batang meninggalkan bidang datar (ambil g = 10 m / s 2 ). Penuntun : Tinjau diagram bebas ketika benang PA belum putus untuk menghitung tegangan-tegangan benang. Ketika benarig PA putus, usaha gaya nonkonservatif hanya dilakukan oleh tegangan benang saja. Tinjau dua posisi saat seimbang dan saat batang meninggalkan bidang datar dan gunakan teorema usaha dan energi mekanik untuk sistem (batang + pegas). Ingat Energi potensial pegas = 2 1 ​ k Δ x 2 dengan Δ x adalah perubahan panjang pegas terhadap panjang kendor l 0 ​ . Tinjau juga keseimbangan dalam arah vertikal saat batang meninggalkan bidang datar (syarat N = 0). Misalkan posisi pegas saat batang meninggalkan bidang datar sebagai θ .

Batang kecil A diam pada bidang mendatar licin dihubungkan oleh seutas benang ke P dan ke beban B yang massanya sama dengan massa batang melalui sebuah katrol tak bermassa. Batang juga dihubungkan ke titik oleh sebuah pegas ringan yang panjang kendurnya  dan tetapannya , dengan m adalah massa batang. Benang PA kemudian dibakar sehingga batang mulai bergeser. Tentukan kecepatan batang saat batang meninggalkan bidang datar (ambil g = ).


Penuntun: Tinjau diagram bebas ketika benang PA belum putus untuk menghitung tegangan-tegangan benang. Ketika benarig PA putus, usaha gaya nonkonservatif hanya dilakukan oleh tegangan benang saja. Tinjau dua posisi saat seimbang dan saat batang meninggalkan bidang datar dan gunakan teorema usaha dan energi mekanik untuk sistem (batang + pegas). Ingat Energi potensial pegas  dengan  adalah perubahan panjang pegas terhadap panjang kendor . Tinjau juga keseimbangan dalam arah vertikal saat batang meninggalkan bidang datar (syarat N = 0). Misalkan posisi pegas saat batang meninggalkan bidang datar sebagai .

  1. (...)undefined 

  2. (...)undefined 

Iklan

J. Khairina

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Pendidikan Indonesia

Jawaban terverifikasi

Iklan

Pembahasan

Anggap balok A telah berpindah sejauh x ketika balok meninggalkan bidang. Karena balok dalam keadaan seimbang, dan F adalah gaya pegas, maka Dengan meninjau diagram bebas ketika benang belum putus, didapat subtitusikan nilai k, maka diperoleh Pada proses ini benda B jatuh akibat gaya gravitasi. Disini terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik + energi pegas. Energi kinetik merupakan energi kinetik untuk 2 benda. Dengan menyelesaikan persamaan diatas kita peroleh Jadi, jawaban yang tepat adalah 1,7 m/s.

Anggap balok A telah berpindah sejauh ketika balok meninggalkan bidang. Karena balok dalam keadaan seimbang, dan F adalah gaya pegas, maka

begin mathsize 14px style F cos theta equals m g k. increment l. l subscript 0 over l equals m g end style 

Dengan meninjau diagram bebas ketika benang belum putus, didapat

begin mathsize 14px style k l subscript 0 open square brackets square root of 1 plus open parentheses x over l subscript 0 close parentheses squared end root minus 1 close square brackets l subscript 0 over l equals m g end style 

subtitusikan nilai k, maka diperoleh

begin mathsize 14px style x equals fraction numerator 3 l subscript 0 over denominator 4 end fraction space dan space increment l equals l subscript 0 over 4 end style 

Pada proses ini benda B jatuh akibat gaya gravitasi. Disini terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik + energi pegas. Energi kinetik merupakan energi kinetik untuk 2 benda.

begin mathsize 14px style 1 half k open parentheses increment l close parentheses squared plus open parentheses 2 close parentheses 1 half m v squared equals m g x end style 

Dengan menyelesaikan persamaan diatas kita peroleh

begin mathsize 14px style v equals square root of fraction numerator 19 g l subscript 0 over denominator 32 end fraction end root v equals 1 comma 7 space straight m divided by straight s end style 

Jadi, jawaban yang tepat adalah 1,7 m/s.

 

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

2

Iklan

Iklan

Pertanyaan serupa

Sebuah pegas panjangnya 40 cm. Jika diberikan gaya sebesar 2 N, pegas bertambah panjang 8 cm. Kemudian pegas dipotong menjadi dua bagian yang sama, dan keduanya diparalelkan. Besar usaha yang dibutuhk...

1

2.0

Jawaban terverifikasi

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Roboguru

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Download di Google PlayDownload di AppstoreDownload di App Gallery

Produk Ruangguru

Hubungi Kami

Ruangguru WhatsApp

+62 815-7441-0000

Email info@ruangguru.com

[email protected]

Contact 02140008000

02140008000

Ikuti Kami

©2024 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia