Cara Mudah Memahami Rumus Tegangan Tali Berikut Contohnya

Cara Mudah Memahami Rumus Tegangan Tali Berikut Contohnya

Rumus Tegangan Tali – Pernahkah kamu melihat orang mengambil air di sumur dengan menggunakan timba? Atau pernahkah kamu melihat katrol yang digunakan untuk mengangkat peti kemas di pelabuhan. Ya, alat-alat tersebut menggunakan prinsip tegangan tali dalam sistem kerjanya.

Begitu juga ketika benda digantung dengan tali, pada benda tersebut bekerja tegangan tali yang arahnya ke atas (berlawanan dengan arah gaya berat benda). jika benda diam, maka besarnya tegangan tali sama dengan berat benda Dalam contoh tersebut, besarnya tegangan tali akan menentukan apakah tali cukup kuat menahan beban atau malah putus.

Tegangan tali atau tension force adalah gaya yang bekerja pada tali atau kabel atau benang atau benda sejanis lain ketika tali tersebut tegang. Tegangan tersebut akan muncul saat benda tersebut ditarik, digantung, diayunkan, atau ditahan.

Gaya ini merupakan salah satu aplikasi dari hukum Newton kedua (F = m x a) dalam ilmu Fisika. Gaya tegangan tali dilambangkan T dan satuannya adalah Newton.

Rumus Tegangan Tali dan Contohnya

Untuk lebih mudah memahami rumus tegangan tali, berikut beberapa contoh penerapan rumus tersebut,

 

  • Keadaan 1 : benda diam.

rumus tegangan tali

 

Ketika sebuah benda dengan massa m digantung dengan seutas tali, maka pada benda tersebut bekerja 2 buah gaya, yaitu gaya tegangan tali T dan berat benda w = m x g. Karena benda diam, maka berlaku hukum 1 Newton, Σ F = 0

Σ F = 0

T – w =0

T = w

Sehingga rumus tegangan tali menjadi

 

T = m x g

 

  • Keadaan 2 : Benda dihubungkan dengan katrol licin dan ditarik dengan gaya F dan percepatan a.

 

Pada keadaan kedua ini, benda ditarik dengan gaya F. Jika F > w, maka benda bergerak ke atas sehingga berlaku hukum 2 Newton, Σ F = m x a

Σ F = m x a

T1 – w = m x a

T1 – m x g= m x a

T1 = (m x g) + (m x a)

Sehingga rumus tegangan tali menjadi

T1 = m x ( a + g )

 

  • Keadaan 3 : Benda ditarik tali pada bidang miring licin.

 

Jika sebuah benda bermassa m dihubungkan dengan tali pada sebuah bidang miring licin dengan sudut kemiringan α, maka pada benda tersebut bekerja tegangan tali T dan gaya berat w dengan arah seperti pada gambar. Karena benda tidak bergerak, maka berlaku hukum 1 Newton, Σ F = 0

 

Resultan gaya pada sumbu Y

 

Σ Fy = 0

N – w cos α = 0

N = w cos α

N = m x g cos α

 

Resultan gaya pada sumbu X

 

Σ Fx = 0

T – w sin α = 0

T = w sin α

T = m x g sin α

Sehingga rumus tegangan tali menjadi

 

T = m x g sin α

 

  • Keadaan 4 : Benda ditarik pada bidang datar.

tegangan tali

Pada keadaan yang ke-4 ini, sebuah benda bermassa m ditarik dengan tali diatas bidang datar yang memiliki koefisien gesek kinetik μk. Pada kasus ini, gaya yang bekerja pada benda gaya gesek kinetis Fk dan tegangan tali T, sehingga berlaku hukum 2 Newton, Σ F = m x a

 

Σ F = m x a

T – Fk = m x a

T = Fk + m x a

Gaya gesek Fk = N x μk. Dengan gaya normal N = m x g, sehingga

T – (m x g x μk) = m x a

T = (m x g x μk) + (m x a)

Sehingga rumus tegangan tali menjadi

 

T = (m x g x μk) + (m x a)

 

Demikian artikel mengenai konsep dan contoh singkat mengenai tegangan tali. Semoga artikel singkat ini bisa membantu siswa dalam memahami konsep dan aplikasi dari rumus tegangan tali. Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih komprehensif, disarankan untuk terus berlatih dan mengembangkan sesuai kebutuhan di lapangan.

Comments are closed.