PEMBAHASAN OSK IPA SMP Tahun 2022 No 20

20. Pada gambar, batang sangat ringan diberi beban m pada ujung kanan dan ditahan oleh penumpu P dan tali dengan tegangan tali F sehingga terjadi kesetimbangan. Awalnya panjang lengan kiri a setengah panjang batang. Jika panjang lengan kiri a diperpendek menjadi setengah semula, tegangan tali F bertambah menjadi dua kali semula.

SEBAB

Tegangan tali bergantung pada panjang lengan a dan panjang batang.

1. Pernyataan benar, alasan benar dan ada hubungan sebab akibat
2. Pernyataan benar dan alasan benar, tapi tidak ada hubungan sebab akibat
3. Pernyataan benar dan alasan salah
4. Pernyataan salah dan alasan benar

Pembahasan

Diket:

• Tuas dalam keadaan seimbang
• L_F0 = a, karena a adalah ½ panjang tongkat sehingga L_W = a
• L_F1 = ½ a

Ditanya:

Pembuktian:

1. Jika panjang lengan kiri a diperpendek menjadi setengah semula, tegangan tali F bertambah menjadi dua kali semula. [BENAR/SALAH]
2. Tegangan tali bergantung pada panjang lengan a dan panjang batang. [BENAR/SALAH]

Jawab:

• Kondisi mula-mula

F₀ × L_F0 = W × L_w

F₀ × a = W × a

F₀ = W

• Kondisi perubahan pada lengan kuasa (L_F1 = ½ a)

F₁ × L_F1 = W × L_w

F₁ × ½ a = F₀ × a

F₁ × ½ = F₀

F₁ = 2F₀

Jika panjang lengan kiri a diperpendek menjadi setengah semula, tegangan tali F bertambah menjadi dua kali semula. [BENAR]

• Rumus kuasa pada tuas

F = ^{(W × L_w)}/_LF

F = ^{((mg) × L_w)}/_LF

Variabel yang mempengaruhi nilai F:

1. massa beban (m) atau beban (W)
2. panjang lengan kuasa L_F
3. panjang lengan beban L_W

Tegangan tali bergantung pada panjang lengan a dan panjang batang [SALAH]. Seharusnya dipengaruhi oleh massa, panjang lengan kuasa, dan panjang lengan beban.

Sehingga pernyataan benar dan alasan salah.