Gaya Tegang Tali pada Benda yang Digantung ǀ Pengertian, Analisis Persamaan, & Diagram Gaya-nya

Bagaimana jika gaya yang dikerjakan pada benda diberi sebuah perantara? Kita akan mengenal gaya tegang tali pada benda yang digantung atau ditarik sebagai salah satu penerapannya. Berikut pengertian, analisis persamaan, diagram gaya dan benda-nya

Gaya tegang tali (rope tension force) adalah gaya yang bekerja pada suatu medium berupa tali, kabel, atau lainnya yang membuat medium tersebut menegang. Hal ini dapat diketahui dengan menyisipkan sebuah pegas pada tali. Pegas mengukur gaya yang terjadi pada tali. Tali yang digunakan dianggap tidak bemassa, tidak lentur, dan tidak memiliki gaya gesek.

Anggapan tentang tali digunakan sebagai bentuk ideal sehingga kita hanya fokus pada gaya tegang tali. Jika tali memiliki massa maka analisisnya akan lebih rumit. Gaya tidak hanya didistribusikan untuk mempercepat benda melain juga mempercepat tali. Percepatan pada tiap bagian tali bermassa juga tidak akan sama.

GAYA TEGANG TALI VERTIKAL PADA BENDA DIAM

Sebuah balok digatung secara vertikal dengan tali tak bermassa. Gaya terdistribusi pada seluruh bagian tali sehingga tali menengang. Gaya tegang tali muncul berupa T. Besar gaya tegang tali pada setiap bagian tali adalah sama. Jika hal ini tidak terjadi maka dapat dipastikan tali akan putus.

T akan memiliki arah yang saling berlawanan walau nilainya sama besar. Kita dapat menganalogikannya sebagai seorang yang sedang tarik tambang. Kita akan mendapati T dan –T (berlawanan arah dengan T). Namun, kita hanya akan meninjau benda sebagai benda bebas sehingga gaya pada benda ialah yang bekerja pada benda.

Gambar 1.1. Gaya Tegang Tali dan Gaya Berat yang Bekerja pada Benda Bermassa yang Digantung
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

GAYA TEGANG TALI PADA BENDA YANG DIGANTUNG DALAM LIFT DIPERCEPAT

Pada kasus ini, kita membahas benda yang digantung secara vertikal pada sebuah lift yang sedang dipercepat ke atas. Tentu kita dapat memisalkan lift sedang dipercepat ke bawah. Sebelumnya, kita membahas tentang benda yang diletakkan di lift tanpa tali pada sub bab gaya normal.

Tali menjadi suatu variabel yang berbeda sehingga kita perlu menganalisisnya. Berdasarkan percobaan, gaya tegang tali T akan berkurang saat lift dipercepat ke atas, sedangkan T akan bertambah saat lift dipercepat ke bawah. Hal ini senada dengan gaya normal yang bertambah saat lift ke bawah dan berkurang saat lift ke atas. Tetapi, keduanya merupakan variabel yang berbeda, bukan?

Gambar 1.2. Benda yang Digantung di dalam Lift yang Naik-Turun
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

GAYA TEGANG TALI PADA BENDA YANG DIGANTUNG DUA TALI DENGAN SUDUT SIMETRIS

Bola bermassa tergantung secara vertikal terhadap langit-langit. Dua tali yang saling simetris dikaitkan pada bola tersebut. Kasus ini tentu akan berbeda pada kasus pertama. Tali yang tunggal berubah menjadi tali ganda. Gaya berat pada tali akan didistribukan pada dua tali.

Jika sudut diperbesar atau diperkecil maka gaya tegang tali akan berbeda. Gaya tegang tali terbesar akan terjadi pada sudut terkecil atau nol. Gaya berat tinggal dibagi dua untuk masing-masing tali atau cos 0 = 1.

Gambar 1.3. Contoh Soal Gaya Tegang Tali Benda yang Digantung dan Membentuk Sudut
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

GAYA TEGANG TALI PADA BENDA YANG DIGANTUNG DUA TALI DENGAN SUDUT TIDAK SIMETRIS

Bagaimana gaya tegang tali pada sudut tidak simetris? Sebenarnya, jika kita memiliki pemahaman yang baik dalam penguraian komponen gaya maka sudut yang simetris atau tidak simetris tidak menjadi masalah. Semua persamaan dianalisis dengan cara yang sama.