Gaya Sentripetal dan Soal Tegangan Tali

Saturday, July 13th 2013. | rumus fisika
Advertisement

Gaya Sentripetal – Merupakan gaya yang  membuat benda yang bergerak melingkar tetap mempertahankan posisinya. Gaya sentripetal mempunyai arah menuju ke pusatan lintasan putaran. Gaya sentripetal berkebalikan dengan gaya sentrifugal. Gaya ini mempunyai arah keluar dari titik pusat putaran. Faktanya gaya sentripetal ini hanya merupakan gaya khayalan yang tidak nyata. Ia menjadi ada karena adanya gerak sebuah benda yang melingkar dengan kecepatan tertentu. Secara sistematis gaya sentripetal dinyatakan dengan persamaan

Fsentripetal  = – Fsentrifugal = m V2/R

Jika sobat amati, cukup banyak contoh gaya sentripetal yang bisa ditemukan. Misalnya pada saat sobat mengikat sebuah batu dengan tali kemudian memutarnya, tikungan mobil, dan benda yang bergerak melingkar lainnya.

Aplikasi Gaya Sentripetal Pada Tegangan Tali

Jika sobat memiliki sebuah benda kemudian diputar secara vertikal maka akan timbul yang namanya tegangan tali. Sering sekali soal fisika menanyakan tentang nilai tegangan tali dari benda yang diputar vertikal dengan menggunakan tali. Besarnya tegangan tali saat sobat memutar benda tersebut tergantung pada posisi benda. Tegangan tali akan berubah-ubah menyesuaikan posisi benda. Saat benda sobat putar kemungkinan ada tiga posisi.

a. Saat Benda Berada di Titik Terbawah

Perhatikan gambar di atas, saat benda berada di bawah gaya sentripetal akan serasa sebagai gaya yang arahnya tidak ke pusat putaran lagi melainkan menjauhi pusat putaran. Gaya yang berlawanan dengan gaya sentripetal ini disebut gaya sentrifugal. Tegangan tali arahnya ke dalam. Maka besarnya tegangan tali merupakan penjumlahan dari gaya sentrifugal dengan gaya berat benda.
tegangan tali saat benda di bawah

T = Fs + W
T = Fs + mg
T = m (V2/R + g)

b. Saat Benda Berada di Titik Teratas

Pada saat di titik teratas, berat benda arahnya ke bawah sama dengan arah tegangan tali. Nilai tegangan tali ditambah dengan berat benda akan sama dengan gaya sentrifugal. Jadi besarnya tegangan tali sama dengan gaya sentrifugal dikurangi dengan berat benda.

tegangan tali saat benda di atas

T + W = Fs
T = Fs -W
T = Fs – mg
T = m (V2/R -g)

c. Saat Benda Membentuk Sudut Tertentu Terhadap Garis Vertikal

Saat tali membentuk sudut alfa terhadap garis vertikal maka analisis gayanya bisa tampak pada gambar berikut.

benda pada sudut alfa1

dari gambar di atas dapat dibuat persamaan
T + mg cos α = F
s
T = mg cos α – Fs
T = m (g cos α-V2/R)

benda pada sudut alfa2

dari gambar di atas dapat kita tarik persamaan
T  = FS + mg cos α

T = m (V2/R+ g cos α)

Contoh Soal Gaya Sentripetal pada Tegangan Tali

Sebuah batu bermassa 4 kg diikat oleh tali yang panjangnya 50 cm. Jika benda diputar dengan gerakan melingkar secara vertikal sempurna dengan kecepatan tetap 8 m/s maka berapa tegangan tali pada saat batu berada pada posisi paling atas?

Jawab:
T = m (V2/R -g)
T = 4 (82/0,5 – 10)
T = 4 (132-10)
T = 4 . 122 = 488 N

Itu tadi mengenai gaya sentripetal dan soal tegangan tali, semoga bermanfaat. :D

tags: ,

One Response to “Gaya Sentripetal dan Soal Tegangan Tali”

  1. […] Gaya F = 2,1 x 1020 N ini merupakan gaya sentripetal yang menjaga bulan tetap mengorbit mengelilingi bumi. Jika ditinjau dari angkanya gaya ini sangat […]

Leave a Reply

Artikel Tips Berhitung Terkait Gaya Sentripetal dan Soal Tegangan Tali