Sebuah benda 2 kg diikat dengan seutas tali yang panjangnya 1,5 m lalu diputar menurut lintasan lingkaran vertikal dengan kecepatan sudut tetap. Jika g = 10 m/s² dan pada saat benda berada di titik terendah tali mengalami tegangan sebesar 47 newton, maka kecepatan sudutnya (dalam rad/s) adalah .... A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6

Pertanyaan tersebut berkaitan dengan konsep fisika, khususnya tentang gerak melingkar dan hukum Newton. Dalam hal ini, kita perlu memahami bagaimana gaya tegangan tali, berat benda, dan percepatan sudut berinteraksi dalam gerak melingkar. Penjelasan: 1. Pertama, kita perlu memahami bahwa ketika benda bergerak dalam lintasan lingkaran vertikal, gaya yang bekerja pada benda ketika berada di titik terendah adalah gaya tegangan tali dan berat benda. Gaya ini menyebabkan percepatan ke arah pusat lingkaran (percepatan sentripetal). 2. Kedua, kita menggunakan Hukum Newton II yang menyatakan bahwa jumlah gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatan benda. Dalam hal ini, gaya yang bekerja adalah gaya tegangan tali dikurangi berat benda, dan percepatan adalah percepatan sentripetal (ω²r). 3. Dengan memasukkan nilai-nilai yang diberikan dalam soal ke dalam persamaan tersebut, kita dapat menyelesaikan untuk ω. Berikut adalah langkah-langkah penyelesaiannya: 1. Diketahui: - massa benda (m) = 2 kg - panjang tali (r) = 1,5 m - percepatan gravitasi (g) = 10 m/s² - tegangan tali (T) = 47 N 2. Ditanya: kecepatan sudut (ω) 3. Persamaan yang digunakan: ΣF = ma, dengan F adalah gaya dan a adalah percepatan 4. Substitusi nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan: T - mg = mω²r 5. Menyelesaikan persamaan tersebut untuk ω: (T - mg) / (mr) = ω² 6. Menghitung nilai ω: ω = √((T - mg) / mr) Kesimpulan: Dengan memasukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan, kita mendapatkan ω = √((47 N - 2 kg * 10 m/s²) / (2 kg * 1,5 m)) = √(27 / 3) = √9 = 3 rad/s. Jadi, kecepatan sudut benda adalah 3 rad/s.