Analisis Percepatan dan Tegangan Tali pada Sistem Balok dan Bola dengan Kabel dan Katrol

Sistem yang ditunjukkan pada gambar terdiri dari sebuah balok bermassa 9 kg yang terhubung dengan sebuah bola bermassa 6 kg melalui sebuah kabel ringan dan katrol tanpa gesekan. Sebuah gaya sebesar 97,18 N ditarik pada sudut 37° terhadap horizontal dan diterapkan pada balok. Koefisien gesekan kinetik antara balok dan permukaan adalah 0,3. Gambar sistem tersebut menunjukkan balok yang terletak di atas permukaan kasar bidang horizontal. Balok tersebut terhubung dengan bola melalui kabel yang melalui katrol. Gaya yang diterapkan pada balok membentuk sudut 37° terhadap horizontal. Dalam sistem ini, terdapat beberapa gaya yang bekerja. Pertama, terdapat gaya tarikan yang diterapkan pada balok dengan besaran 97,18 N dan arah sudut 37° terhadap horizontal. Gaya ini bertujuan untuk memberikan percepatan pada balok. Selain itu, terdapat gaya berat pada balok dan bola yang masing-masing memiliki besar 9 kg dan 6 kg. Gaya berat ini bekerja ke arah bawah. Untuk menentukan besar percepatan dan tegangan tali pada sistem, kita perlu menggunakan hukum Newton dan prinsip dasar mekanika. Pertama, kita dapat menggunakan hukum Newton kedua untuk balok. Dengan mengabaikan gaya gesekan, kita dapat menulis persamaan: \( \sum F = ma \) Di mana \( \sum F \) adalah jumlah gaya yang bekerja pada balok, \( m \) adalah massa balok, dan \( a \) adalah percepatan balok. Dalam hal ini, \( \sum F \) terdiri dari gaya tarikan dan gaya berat balok. Dengan menggantikan nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menentukan percepatan balok. Selanjutnya, kita dapat menggunakan prinsip dasar mekanika untuk menentukan tegangan tali pada sistem. Tegangan tali pada sistem ini akan sama di kedua sisi katrol. Dengan menggunakan prinsip dasar mekanika pada bola, kita dapat menulis persamaan: \( T = m \cdot g \) Di mana \( T \) adalah tegangan tali, \( m \) adalah massa bola, dan \( g \) adalah percepatan gravitasi. Dalam hal ini, \( m \) adalah massa bola dan \( g \) adalah percepatan gravitasi bumi. Dengan menggunakan persamaan-persamaan ini, kita dapat menentukan besar percepatan dan tegangan tali pada sistem balok dan bola dengan kabel dan katrol.