Rumus tegangan tali kelas 10 SMA, teori dasar hingga contoh soal lengkap dengan penjelasannya

Brilio.net - Dalam dunia fisika, terutama saat duduk di bangku kelas 10 SMA, konsep tegangan tali menjadi salah satu materi penting yang sering muncul dalam bab Dinamika. Tegangan tali berkaitan langsung dengan gaya yang bekerja pada sebuah benda ketika benda tersebut ditarik, digantung, atau ditahan dengan menggunakan tali. Konsep ini tidak hanya bermanfaat di kelas, tetapi juga sangat relevan dalam kehidupan sehari-hari, seperti ketika kita menarik ember dengan tali dari sumur atau saat menahan beban dengan katrol.

Memahami rumus tegangan tali membantu siswa lebih mudah dalam menyelesaikan berbagai soal yang melibatkan gaya, massa, dan percepatan. Tidak jarang soal tegangan tali muncul dalam ujian sekolah, bahkan ujian masuk perguruan tinggi. Oleh karena itu, penguasaan konsep dasar, rumus, hingga cara penyelesaian soal sangat penting untuk dikuasai sejak dini.

Dihimpun brilio.net dari berbagai sumber, Senin (29/9) berikut ulasan lengkap mengenai teori dasar tegangan tali, rumus yang sering digunakan, serta 15 contoh soal lengkap dengan jawaban dan penjelasannya. Dengan pembahasan yang sistematis, siswa diharapkan bisa lebih mudah memahami sekaligus mengaplikasikan materi ini ke dalam berbagai variasi soal.

Teori dasar tegangan tali

Rumus tegangan tali kelas 10 SMA
© 2025 brilio.net/Reve/AI

Tegangan tali adalah gaya yang diteruskan melalui sebuah tali, kabel, atau benang ketika ditarik oleh gaya dari kedua ujungnya. Tegangan ini selalu bekerja sepanjang tali dan arahnya menjauhi benda yang diikat.

Secara umum, tegangan tali termasuk salah satu bentuk gaya kontak. Besarnya tegangan dipengaruhi oleh:

- Massa benda yang diikat

- Percepatan benda

- Gaya luar yang bekerja

Rumus tegangan tali kelas 10 SMA

Rumus umum tegangan tali pada benda bermassa m yang mengalami percepatan a:

T = m × (g ± a)

Keterangan:

T = Tegangan tali (Newton)

m = Massa benda (kg)

g = Percepatan gravitasi (10 m/s² atau 9,8 m/s²)

a = Percepatan benda (m/s²)

Tanda “+” dipakai bila benda bergerak ke atas (melawan gravitasi), sedangkan tanda “–” dipakai bila benda bergerak ke bawah (searah gravitasi).

15 Contoh soal tegangan tali dan pembahasan

Soal 1

Soal: Sebuah benda bermassa 5 kg digantung dengan tali dan benda diam. Hitung tegangan tali.
Jawaban akhir: T = 50 N

Penjelasan (langkah):

Free-body: dua gaya bekerja pada benda: tegangan ke atas T dan berat ke bawah W = m·g.

Karena benda diam → percepatan a = 0 → resultan gaya = 0.

Persamaan: ∑F = 0 → T − W = 0 → T = W.

Hitung: W = m·g = 5 × 10 = 50 N → T = 50 N.

Soal 2

Soal: Benda massa 8 kg digantung dan bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 96 N

Penjelasan:

Free-body: T ke atas, W = m·g ke bawah. Arah positif pilih ke atas.

Persamaan Newton: ∑F = m·a → T − W = m·a.

Jadi T = m·g + m·a = m(g + a).

Substitusi: T = 8 × (10 + 2) = 8 × 12 = 96 N.

Soal 3

Soal: Benda 6 kg bergerak turun dengan percepatan 3 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 42 N

Penjelasan:

Pilih arah positif ke bawah (atau tetap ke atas tapi perhatikan tanda). Saya gunakan arah ke atas sebagai positif: ∑F = m·a → T − W = m·a. Karena a turun maka a = −3 m/s².

T − m·g = m·(−3) → T = m·g − m·3 = m(g − 3).

Hitung: T = 6 × (10 − 3) = 6 × 7 = 42 N.

(Alternatif langsung: T = m(g − a) dengan a = 3 → T = 6(10−3)=42 N.)

Soal 4

Soal: Benda bermassa 10 kg digantung bergerak naik dengan a = 5 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 150 N

Penjelasan:

Persamaan: T − m·g = m·a → T = m(g + a).

Substitusi: T = 10 × (10 + 5) = 10 × 15 = 150 N.

Soal 5

Soal: Benda 12 kg bergerak turun dengan a = 4 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 72 N

Penjelasan:

T = m(g − a) karena bergerak turun.

T = 12 × (10 − 4) = 12 × 6 = 72 N.

Soal 6

Soal: Benda 15 kg diam diikat dengan tali ke atas (menggantung). Hitung T.
Jawaban akhir: T = 150 N

Penjelasan:

a = 0 → T = m·g = 15 × 10 = 150 N.

Soal 7

Soal: Benda 20 kg bergerak naik dengan a = 2 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 240 N

Penjelasan:

T = m(g + a) = 20 × (10 + 2) = 20 × 12 = 240 N.

Soal 8

Soal: Benda 25 kg turun dengan a = 5 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 125 N

Penjelasan:

T = m(g − a) = 25 × (10 − 5) = 25 × 5 = 125 N.

Soal 9

Soal: Benda 4 kg digantung, bergerak naik dengan a = 6 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 64 N

Penjelasan:

T = m(g + a) = 4 × (10 + 6) = 4 × 16 = 64 N.

Soal 10

Soal: Benda 7 kg bergerak turun dengan a = 2 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 56 N

Penjelasan:

T = m(g − a) = 7 × (10 − 2) = 7 × 8 = 56 N.

Soal 11

Soal: Ember massa 3 kg ditarik ke atas dengan a = 5 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 45 N

Penjelasan:

T = m(g + a) = 3 × (10 + 5) = 3 × 15 = 45 N.

Soal 12

Soal: Benda 9 kg turun dengan a = 1 m/s². Hitung tegangan pada tali.
Jawaban akhir: T = 81 N

Penjelasan:

T = m(g − a) = 9 × (10 − 1) = 9 × 9 = 81 N.

Soal 13

Soal: Benda massa 11 kg digantung diam. Tentukan tegangan.
Jawaban akhir: T = 110 N

Penjelasan:

a = 0 → T = m·g = 11 × 10 = 110 N.

Soal 14

Soal: Benda 30 kg ditarik ke atas dengan a = 3 m/s². Hitung T.
Jawaban akhir: T = 390 N

Penjelasan:

T = m(g + a) = 30 × (10 + 3) = 30 × 13 = 390 N.

Soal 15

Soal: Benda 18 kg bergerak turun dengan a = 6 m/s². Tentukan T.
Jawaban akhir: T = 72 N

Penjelasan:

T = m(g − a) = 18 × (10 − 6) = 18 × 4 = 72 N.