Fisikastudycenter.com,- Seri Soal Belajar Olimpiade Fisika SMA, Soal nomor 12, konsep yang diperlukan untuk menyelesaikan soal ini adalah gaya-gaya dan hukum Newton.

Soal 12
Tiga buah benda masing-masing m1, m2 dan m3 berada pada diatas kereta m4 seperti terlihat pada gambar berikut.
Massa tali dan katrol serta gesekan-gesekan dapat diabaikan, tentukan besarnya gaya F untuk menjaga ketiga benda tetap diam terhadap kereta, tentukan juga besarnya percepatan sistem, gunakan percepatan gravitasi g = 10 m/s2 dan massa keempat benda berturut-turut adalah 0,3 kg, 0,4 kg, 0,5 kg dan 2,8 kg!
Sumber Soal:
Fisika Study Center-Modifikasi 3rd International Physics Olympiad 1969, Brno, Czechoslovakia, Problem 1.


Pembahasan
Tinjau keempat benda yang terlibat sebagai satu kesatuan, yang bergerak ke kanan searah sumbu x dengan percepatan a1 = a2 = a3 = a3 = a4 = a, terapkan hukum Newton



Berikutnya tinjau gerak dari benda ketiga pada arah vertikal, sumbu y, dimana benda ketiga tidak bergerak naik juga tidak bergerak turun, sehingga jumlah gaya yang bekerja adalah nol. Gaya yang bekerja adalah berat benda W = mg dan tegangan tali, T23.



Tinjau gerak benda pertama dalam arah horizontal, sumbu x, gaya yang terlibat hanyalah tegangan tali T12, sementara W = mg tidak termasuk, karena arahnya pada sumbu y (vertikal).



Tinjau gerak benda kedua, gaya-gaya yang terlibat adalah T12 yang berarah ke kiri dan T23 yang berarah ke kanan.



Kombinasikan persamaan (4) dengan persamaan (2) dan (3) dilanjutkan ke persamaan (1) untuk mendapatkan besarnya gaya F.



Try This!
Figure 1 shows a mechanical system consisting of three carts A, B and C of masses m1 = 0.3 kg, m2 =0.2 kg and m3 = 1.5 kg respectively. Carts B and A are connected by a light taut inelastic string which passes over a light smooth pulley attaches to the cart C as shown. For this problem, all resistive and frictional forces may be ignored as may the moments of inertia of the pulley and of the wheels of all three carts. Take the acceleration due to gravity g to be 9.81 m s−2.


Figure 1
1. A horizontal force F is now applied to cart C as shown. The size of F is such that carts A and B remain at rest relative to cart C.
a) Find the tension in the string connecting carts A and B.
b) Determine the magnitude of F.
2. Later cart C is held stationary, while carts A and B are released from rest.
a) Determine the accelerations of carts A and B.
b) Calculate also the tension in the string.
Kunci:
1) 2.94 N dan 29.4 N
2) 5.89 m s−2 dan 1.18 N
Sumber Soal: (3rd International Physics Olympiad 1969, Brno, Czechoslovakia, Problem 1)

prepared by : Fisika Study Center
Literatures
-Soal International Physics Olympiad 1969, Brno, Czechoslovakia
-Mekanika 1, Yohanes Surya
-Marthen Kanginan, OSN Fisika SMA
-tofi.or.id