Diketahui:

Massa balok 1 $m_1$ = 2 kg

Massa balok 2 $m_2$ = 8 kg

Sudut kemiringan gaya $θ$ = 60°

Gaya tarik $F$ = 20 N

Ditanya:

Gaya tegang tali $T$ = ?

Jawab:

Pada kasus ini terdapat dua gaya yang bekerja pada sistem yaitu gaya tegangan tali dan gaya tarik. Gaya tegang tali adalah gaya pada ujung-ujung tali yang diakibatkan oleh kondisi tali yang tegang. Gaya tarik adalah gaya yang disebabkan oleh tarikan pada benda.

Untuk menyelesaikan soal ini gunakan hukum II Newton $ΣF=Σma$. Terlebih dahulu uraikan gaya-gaya yang bekerja pada sumbu-X dan sumbu-Y seperti pada gambar berikut. Anggaplah arah ke kanan sebagai sumbu-X positif dan arak ke kiri sebagai sumbu-X negatif.

Karena sistem bergerak secara horizontal maka $ΣF_y=0$ Pada balok 1 hanya terjadi gaya tegang tali. Sedangkan pada balok 2 terjadi gaya tegangan tali dan gaya tarik dengan sudut kemiringan 60°.

(1) Tinjau balok 1

$ΣF_y=Σm_1a$

$T=m_1a$

$=2a$ ... (1)

(2) Tinjau balok 2

$ΣF\ _x=Σm_2a$

$F\ \cos\ θ-T=m_2a$

$20\ \cos\ 60°-T=8a$

$\left(20\right)\left(\frac{1}{2}\right)-T=8a$

$$ $10-T=8a$

$T=10-8a$ ... (2)

Substitusikan persamaan (1) dan (2)

$2a=10-8a$

$2a+8a=10$

$10a=10$

$a=\frac{10}{10}$ $=1$ m/s²

Cari tegangan dengan mensubstitusikan nilai $a$ ke persamaan (1) atau persamaan (2)

$T=m_1a$

$T=\left(2\right)\left(1\right)$

$=2$ N

Jadi, tegangan tali sebesar 2 N.