Bola bermassa 50 gram digantungkan pada tali sepanjang 60 cm. Bola disimpangkan sejauh 5 cm, lalu dilepaskan. Apabila percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s 2 , gambarlah gaya-gaya yang bekerja pada bola saat disimpangkan. Kemudian, hitunglah besar gaya pemulih yang bekerja pada bola!

Pembahasan

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah ​ ​ − 4 , 1 × 10 − 2 N ​ . Diketahui: m l y g ​ = = = = ​ 50 g = 50 × 1 0 − 3 kg 60 cm = 60 × 1 0 − 2 m 5 cm = 5 × 1 0 − 2 m 9 , 8 m / s 2 ​ Ditanya: gaya pemulih ( F P ​ ) ? Penyelesaian: Gaya-gaya yang bekerja pada bolaadalah sebagai berikut. Tegangan tali ( T ) dan komponen berat bolayang searah dengan tegangan tali ( m ⋅ g ⋅ cos θ ) berada dalam kesetimbangan sehingga bolatetap berada pada lintasan lengkung yangberupa busur lingkaran.Adapun komponen berat yang tegak lurus dengan tegangan tali ( m ⋅ g ⋅ sin θ ) merupakan gaya pemulih, yaitu gaya yang menyebabkan bolabergerak bolak-balik. Secara matematis, gaya pemulih dirumuskan sebagai berikut. F P ​ = − m ⋅ g sin θ Keterangan: F P ​ = gaya pemulih (N) m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi (m/s 2 ) Sehingga soal dapat diselesaikan dengan persamaan sebagai berikut. F P ​ ​ = = = = ​ − m ⋅ g ⋅ sin θ − m ⋅ g ⋅ l y ​ − ( 50 × 1 0 − 3 ) ( 9 , 8 ) ( 60 × 1 0 − 2 5 × 1 0 − 2 ​ ) − 4 , 1 × 1 0 − 2 N ​ Tanda negatif menunjukkan bahwa arah gaya pemulih berlawanan dengan arah gerak bola. Dengan demikianbesar gaya pemulih yang bekerja pada bola adalah ​ ​ − 4 , 1 × 10 − 2 N ​ .