Hitung tegangan pada tali atau kabel - beban gantung ( T = mg ), beban yang ditahan oleh dua tali bersudut, atau mesin Atwood - dari massa dan sudut yang terlibat.
Massa gantung
Kilogram. Tali diasumsikan tidak bermassa dan vertikal.
Ketegangan tali
—
Masukkan massa gantung untuk melihat ketegangan tali.
Ketegangan (lbf)—
Dukungan miring dua tali
Derajat, masing-masing antara 0° dan 90°. Kedua tali ditarik ke atas dari sisi yang berlawanan untuk menahan massa dalam keseimbangan statis.
Ketegangan tali lebih tinggi
—
Masukkan massa dan kedua sudut tali untuk melihat tegangan masing-masing tali.
Ketegangan tali 1 (T1)—
Ketegangan tali 2 (T2)—
Mesin atwood
Kilogram. Dua buah benda bermassa digantung pada seutas tali pada sebuah katrol yang tidak bermassa dan gesekan.
Ketegangan tali
—
Masukkan kedua massa untuk melihat tegangan dan percepatan.
Ketegangan adalah gaya tarik yang dibawa oleh tali, kabel, atau tali ketika ada sesuatu yang menarik kedua ujungnya.
📋
Panduan langkah demi langkah
Cara menggunakan kalkulator ini
3 langkah▸
1
Pilih skenario Anda
Pilih tab yang sesuai dengan situasi Anda: Gantung untuk satu tali vertikal yang menahan beban, Dua Tali untuk beban yang digantung dengan dua tali secara miring, atau Atwood untuk dua massa yang dihubungkan melalui katrol.
2
Masukkan massa dan sudut
Ketik massa (atau massa) dalam kilogram, dan — untuk tab Dua Tali — sudut yang dibuat setiap tali dengan horizontal, dalam derajat. Hasilnya diperbarui secara instan saat Anda mengetik.
3
Baca ketegangannya
Kartu hasil menunjukkan tegangan dalam newton, beserta detail pendukungnya: konversi gaya pon untuk massa gantung, tegangan tali untuk kotak dua tali, atau percepatan yang dihasilkan untuk mesin Atwood.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
3 rumus▸
Massa gantung
T = mg
Untuk tali tak bermassa yang menahan beban diam lurus ke bawah, tegangannya sama dengan berat massa: massa (kg) dikali percepatan gravitasi g (9,81 m/s²).
Dua tali pada suatu sudut
T1·cosθ1 = T2·cosθ2 and T1·sinθ1 + T2·sinθ2 = mg
Kesetimbangan statis memerlukan komponen horizontal dari kedua tegangan tali untuk dihilangkan, dan komponen vertikal untuk dijumlahkan ke dalam berat total. Menyelesaikan kedua persamaan tersebut menghasilkan T1 = mg / (sinθ1 + cosθ1·tanθ2), maka T2 = T1·cosθ1 / cosθ2.
Mesin atwood
T = 2·m1·m2·g / (m1 + m2) and a = (m1 − m2)·g / (m1 + m2)
Dua buah massa dihubungkan dengan tali pada katrol tanpa gesekan dan tidak bermassa mempunyai tegangan tali yang sama dan besar percepatan yang sama. Massa yang lebih berat akan jatuh, sedangkan massa yang lebih ringan akan naik, dan tegangan tali selalu berada di antara kedua beban tersebut.
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
7 istilah▸
Gaya tarik yang disalurkan melalui tali, kabel, atau senar ketika ditarik kencang oleh gaya yang bekerja dari masing-masing ujungnya. Ketegangan selalu berupa tarikan, bukan dorongan, dan diukur dalam newton (N).
Keadaan dimana gaya total pada suatu benda sama dengan nol, sehingga benda tersebut diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Skenario massa gantung dan dua tali mengasumsikan keseimbangan statis - tidak ada yang mengalami percepatan.
Sistem sederhana dua massa yang dihubungkan dengan tali melalui katrol, digunakan dalam fisika untuk mendemonstrasikan hukum kedua Newton. Dinamakan setelah ilmuwan Inggris George Atwood, yang mendeskripsikannya pada tahun 1784.
Sudut yang dibuat tali terhadap horizontal (atau terkadang vertikal). Sudut yang lebih dangkal terhadap beban umumnya meningkatkan tegangan yang dibutuhkan untuk menopang beban yang sama.
Jumlah vektor semua gaya yang bekerja pada suatu benda. Jika gaya totalnya nol, benda berada dalam kesetimbangan; jika nilainya bukan nol, benda mengalami percepatan menurut hukum kedua Newton (F = ma).
Gaya gravitasi pada suatu massa, dihitung sebagai W = mg. Berat diukur dalam newton, sedangkan massa diukur dalam kilogram – keduanya berhubungan tetapi kuantitasnya tidak sama.
Laju perubahan kecepatan, diukur dalam meter per detik kuadrat (m/s²). Dalam mesin Atwood, kedua massa mempunyai besar percepatan yang sama karena keduanya dihubungkan dengan tali yang tidak dapat diperpanjang.
👥
Skenario
Contoh dalam kehidupan nyata
3 contoh nyata▸
🪢
Mahasiswa fisika
Menggantung beban seberat 10 kg pada seutas tali
Massa 10 kg
Tegangan sama dengan berat: T = 10 kg × 9,81 m/s² = 98,1 N. Karena tali berada dalam posisi vertikal dan tidak ada percepatan, maka tali harus menopang seluruh berat benda yang digantung — tidak lebih, tidak kurang.
📐
Mahasiswa teknik
Sebuah tanda bermassa 20 kg diikat dengan dua tali pada sudut 30° dan 60° terhadap horizontal
Massa 20 kgTali 1 sudut 30°Tali 2 sudut 60°
Menyelesaikan persamaan kesetimbangan menghasilkan T1 ≈ 98,1 N dan T2 ≈ 169,9 N. Tali yang lebih dekat ke vertikal (60°) membawa lebih banyak beban, karena tali yang lebih dekat ke vertikal berperilaku lebih seperti tali gantung tunggal — tali yang lebih dangkal 30° memberikan lebih sedikit dukungan vertikal sehingga membawa lebih sedikit ketegangan.
⚙️
Guru fisika
Mesin Atwood dengan massa 5 kg dan 3 kg
massa 1 5 kgmassa 2 3 kg
Tegangannya adalah T = 2(5)(3)(9.81)/8 ≈ 36.79 N, dan sistem dipercepat pada a = (5−3)(9.81)/8 ≈ 2.45 m/s². Massa yang lebih berat 5 kg jatuh sedangkan massa yang lebih ringan 3 kg naik, dan tegangan tali (36,79 N) berada di antara dua beban individu (49,05 N dan 29,43 N) — tidak pernah sama dengan salah satunya saja.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
Ketegangan adalah gaya tarik yang dibawa oleh tali, kabel, atau tali ketika ada sesuatu yang menarik kedua ujungnya. Kalkulator ini mencakup tiga skenario fisika klasik — beban gantung, beban yang dipegang oleh dua tali bersudut, dan mesin Atwood — sehingga siswa, penghobi, dan siapa pun yang memasang beban dapat memeriksa perhitungannya dengan cepat.
Cara kerja Kalkulator Ketegangan
▸
Setiap skenario menerapkan hukum Newton pada tali atau kabel dalam pengaturan tertentu. Untuk tali vertikal yang menahan massa diam, tegangan sama dengan berat: T = mg. Untuk dua tali yang menopang beban pada sudut yang berbeda, kalkulator menyelesaikan dua persamaan kesetimbangan simultan — satu menyeimbangkan komponen horizontal tegangan masing-masing tali, dan satu lagi menyeimbangkan komponen vertikal terhadap berat total. Untuk mesin Atwood, dua massa digantung pada ujung tali yang berlawanan di atas katrol; karena keduanya dihubungkan dengan tali yang tidak dapat diperpanjang, kedua massa mempunyai percepatan yang sama, dan tegangannya sama dengan nilai antara dua beban.
Ketiga rumus tersebut mengasumsikan kondisi ideal: tali dan kabel tidak bermassa dan tidak meregang, dan katrol mana pun tidak memiliki gesekan dan massa. Tali dan katrol di dunia nyata menimbulkan kerugian kecil yang tidak dapat dimodelkan oleh kalkulator ini.
Masukan dan artinya
▸
Massa selalu dimasukkan dalam kilogram. Untuk tab Dua Tali, setiap sudut diukur dari horizontal dalam derajat, dan harus benar-benar antara 0° dan 90° — sudut yang tepat 0° (tali horizontal sempurna) atau 90° (vertikal sempurna) menciptakan kasus yang merosot sehingga persamaan kesetimbangan tidak dapat diselesaikan untuk pengaturan umum. Untuk tab Atwood, kedua massa harus lebih besar dari nol; jika kedua massa sama, sistem seimbang dan percepatannya nol.
Sudut yang dibuat setiap tali terhadap horizontal mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap pembagian beban di antara kedua tali: tali yang lebih dekat ke vertikal akan memikul sebagian besar tegangan, karena tali yang hampir vertikal berperilaku seperti tali tunggal yang menahan beban penuh lurus ke bawah. Tali yang lebih dekat ke horizontal hanya memberikan sedikit dukungan vertikal dan membawa lebih sedikit tegangan, meskipun tali lainnya tetap diperlukan untuk menyeimbangkan tarikan horizontal tali lainnya. Perubahan kecil pada sudut yang mendekati ekstrem (mendekati 0° atau 90°) dapat mengubah hasil secara drastis.
Batasan dan kasus tepi
▸
Kalkulator ini mengasumsikan tali/kabel tak bermassa dan, untuk skenario Atwood, katrol tanpa gesekan dan tak bermassa — tali asli mempunyai bobot tertentu dan katrol asli mempunyai gesekan dan inersia rotasi, yang keduanya akan sedikit mengubah angka dalam praktiknya. Model ini juga mengasumsikan keseimbangan statis untuk tab Tali Gantung dan Dua Tali (tidak ada yang berayun atau berakselerasi) dan gravitasi Bumi standar (9,81 m/s²).
Untuk tali-temali yang lebih rumit — tiga tali atau lebih, sudut tidak bidang, beban bergerak, atau sistem dengan gesekan — konsultasikan dengan insinyur struktur atau mekanik daripada mengandalkan model yang disederhanakan ini.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Bagaimana cara mencari tegangan pada tali gantung?+
Untuk sebuah tali yang menahan beban tetap lurus ke bawah, tegangan sama dengan berat: T = mg, dengan m adalah massa dalam kilogram dan g adalah 9,81 m/s². Sebuah beban 10 kg menghasilkan tegangan 98,1 N pada tali.
Bagaimana cara mencari tegangan pada dua tali yang sudutnya berbeda?+
Anda menyelesaikan dua persamaan kesetimbangan sekaligus: komponen horizontal dari kedua tegangan tali harus saling menghilangkan (T1·cosθ1 = T2·cosθ2), dan komponen vertikal harus berjumlah total berat (T1·sinθ1 + T2·sinθ2 = mg). Tab Dua Tali pada kalkulator ini menyelesaikan kedua persamaan tersebut untuk Anda.
Mengapa dua tali yang sudutnya berbeda mempunyai tegangan yang berbeda?+
Tali yang lebih dekat ke vertikal memikul sebagian besar beban — semakin vertikal, semakin berperilaku seperti tali tunggal yang menahan beban penuh lurus ke bawah. Tali yang lebih dekat ke horizontal memberikan sedikit dukungan vertikal, sehingga tegangannya lebih kecil, meskipun tetap diperlukan untuk menyeimbangkan tarikan horizontal tali lainnya.
Apa itu mesin Atwood?+
Mesin Atwood adalah dua massa yang dihubungkan dengan tali melalui katrol, digunakan dalam fisika untuk menunjukkan hukum kedua Newton. Massa yang lebih berat mengalami percepatan ke bawah sedangkan massa yang lebih ringan mengalami percepatan ke atas dengan laju yang sama, dan tegangan tali selalu berada di antara berat masing-masing massa - tidak pernah sama dengan masing-masing massa.
Apakah kalkulator ini menganggap tali tidak bermassa?+
Ya. Ketiga skenario tersebut mengasumsikan tali atau kabel ideal yang tidak bermassa dan tidak dapat diperpanjang, dan skenario Atwood juga mengasumsikan katrol yang tidak bermassa dan tanpa gesekan. Tali dan katrol asli menimbulkan kerugian kecil yang tidak dapat ditangkap oleh model sederhana ini.
Satuan apa yang digunakan Kalkulator Ketegangan?+
Massa dimasukkan dalam kilogram, sudut dalam derajat, dan hasil tegangan ditampilkan dalam newton (N) — dengan konversi gaya pon (lbf) juga ditampilkan pada tab Gantung. Akselerasi pada tab Atwood ditampilkan dalam meter per detik kuadrat (m/s²).
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.