Gaya gesek pada
katrol
Hukum
Newton pada benda-benda yang dihubungkan dengan tali.
Pertama,
dua buah benda bermassa sama, di mana kedua benda tersebut dihubungkan dengan
sebuah tali dan digantungkan pada sebuah katrol (Lihat gambar di bawah). Kita
menganggap permukaan katrol sangat licin sehingga gaya gesekan diabaikan dan massa tali sangat ringan
sehingga kita abaikan dalam analisis ini.
Berdasarkan Hukum
III Newton (Hukum aksi-reaksi), benda 1 ditarik oleh tali dengan gaya
sebesar T1 yang arahnya ke atas dan tali sendiri ditarik ke bawah
oleh benda 1 dengan gaya sebesar T1 yang arahnya ke bawah (sambil
lihat gambar ya…) Demikian juga dengan benda 2. Benda 2 ditarik oleh tali
dengan gaya sebesar T2 yang arahnya ke atas dan tali sendiri ditarik
ke bawah oleh benda 2 dengan gaya sebesar T2 yang arahnya ke bawah.
Karena m1 (massa benda 1)
dan m2 (massa benda 2) sama besar maka benda diam alias tidak
bergerak. Dengan kata lain, benda berada dalam keadaan setimbang. walaupun
benda diam, tapi pada benda tersebut bekerja gaya berat dan gaya tegangan tali.
Kedua,
dua buah benda dihubungkan dengan sebuah tali dan digantungkan pada sebuah
katrol. Massa salah satu benda lebih besar dari benda lain (m2
> m1). Berdasarkan Hukum III Newton (Hukum aksi-reaksi),
benda 1 ditarik oleh tali dengan gaya sebesar T1 yang arahnya ke
atas dan tali sendiri ditarik ke bawah oleh benda 1 dengan gaya sebesar T1
yang arahnya ke bawah (sambil lihat gambar ya…) Demikian juga benda 2
ditarik oleh tali dengan gaya sebesar T2 yang arahnya ke atas dan
tali sendiri ditarik ke bawah oleh benda 2 dengan gaya sebesar T2
yang arahnya ke bawah.
Karena m2 (massa benda 2)
lebih besar dari m1 (massa benda 1) maka benda 2 bergerak ke
bawah dan benda 1 bergerak ke atas. Perhatikan arah putaran katrol.
Benda 2 bergerak ke bawah karena dipengaruhi oleh gaya berat (w2).
Ingat ya, w2 > w1
Berdasarkan hukum II Newton, gaya yang
bekerja pada benda di atas adalah :
Karena gaya tegangan tali T1 dan gaya tegangan tali T2 bekerja pada tali yang sama, maka :
T1 = T2 = T
Menentukan
nilai percepatan (a)
Kita eliminasi gaya tegangan tali (T)
pada kedua persamaan ini untuk memperoleh nilai percepatan gerak benda (a) :
Bagaimana dengan gaya
tegangan tali T ?
Untuk memperoleh nilai T, kita
subtitusikan nilai a pada persamaan 3 ke dalam persamaan 1 atau persamaan
2. Misalnya kita subtitusikan nilai a pada persamaan 3 ke dalam persamaan
1 :
0 komentar:
Posting Komentar