Posted by Benda tegar dikatakan berada dalam keadaan kesetimbangan statik jikalau jumlah gaya yang bekerja pada benda itu sama dengan nol dan jumlah torsi terhadap sembarang titik pada benda sama dengan nol. melaluiataubersamaini kata lain, suatu benda dikatakan dalam kesetimbangan statik jikalau benda tidak bergerak baik dalam arah horizontal, vertikal, maupun secara rotasi. Sebelum mengulas beberapa teladan wacana kesetimbangan benda tegar, ada baiknya kita mengetahui jenis-jenis kesetimbangan statik.
Jenis-jenis Kesetimbangan Statik
Kesetimbangan statik sanggup dibedakan menjadi tiga yaitu :
#1 Kesetimbangan Stabil
Kesetimbangan stabil ditandai dengan naiknya letak titik berat benda jikalau didiberi gaya luar sebagai gangguan. Sesudah gaya luar dihilangkan, benda akan kembali pada keadaan tiruanla.
#2 Kesetimbangan Labil
Kesetimbangan goyah ditandai dengan turunnya letak titik berat benda jikalau didiberi gaya luar sebagai gangguan. Sesudah gaya luar dihilangkan, benda tidak kembali pada kedudukan tiruanla.
#3 Kesetimbangan Indiferen
Kesetimbangan indifiren atau netral ditandai dengan tidak berubahnya posisi titik berat sebelum dan sehabis didiberi gaya luar.
#1 Kesetimbangan Stabil
Kesetimbangan stabil ditandai dengan naiknya letak titik berat benda jikalau didiberi gaya luar sebagai gangguan. Sesudah gaya luar dihilangkan, benda akan kembali pada keadaan tiruanla.
#2 Kesetimbangan Labil
Kesetimbangan goyah ditandai dengan turunnya letak titik berat benda jikalau didiberi gaya luar sebagai gangguan. Sesudah gaya luar dihilangkan, benda tidak kembali pada kedudukan tiruanla.
#3 Kesetimbangan Indiferen
Kesetimbangan indifiren atau netral ditandai dengan tidak berubahnya posisi titik berat sebelum dan sehabis didiberi gaya luar.
misal Soal dan Pembahasan Kesetimbangan
misal 1 : Menentukan Gaya Tarik
Perhatikan gambar di bawah ini. Agar batang sejenis tetap berada pada posisi horizontal, berapakah besar gaya F yang harus didiberikan ?
Pembahasan :
Dari gambar diketahui bahwa panjang batang yaitu 8 m. Karena homogen, berarti gaya berat batang berada pada jarak 4 m dari poros. Karena massa katrol diabaikan, maka besar tegangan tali akan sama dengan besar gaya F yang didiberikan.
Perhatikan bahwa pada batang terdapat tiga gaya yang bekerja yaitu berat balok, berat batang, dan tegangan tali. Perhatikan bahwa gaya berat balok dan berat batang searah sedangkan keduanya berlawanan arah dengan tegangan tali.
melaluiataubersamaini begitu, semoga setimbang maka berlaku :
⇒ ∑Ï„ = 0
⇒ 100 (4) + 60 (2) − T (8) = 0
⇒ 400 + 120 - 8T = 0
⇒ 8T = 520
Karena T = F, maka :
⇒ 8F = 520
⇒ F = 520⁄8
⇒ F = 65 N.
misal 2 : Menentukan Besar Tegangan Tali
Jika sistem pada gambar di bawah ini berada dalam keadaan setimbang, tentukan tegangan tali T1, T2, dan T3. Diketahui massa beban 8 kg.
Pembahasan :
Untuk mengerjakan soal menyerupai ini, kita sanggup memakai hukum sinus sebagai diberikut :
melaluiataubersamaini :
a = sudut di hadapan T1
b = sudut di hadapan T2
c = sudut di hadapan T3.
Tinjau beban :
Pada beban bekerja dua gaya yaitu gaya berat dan tegangan tali T3. Karena dalam keadaan setimbang, maka berlaku :
∑F = 0
⇒ W - T = 0
⇒ T3 = W
⇒ T3 = 80 N.
melaluiataubersamaini memakai hukum sinus, maka :
⇒ T2 = 40 N.
Selanjutnya, diperoleh tegangan tali pertama :
⇒ T1 = 40√3 N.
Jadi, T1 = 40√3 N, T2 = 40 N, dan T3 = 80 N.
Perhatikan gambar di bawah ini. Agar batang sejenis tetap berada pada posisi horizontal, berapakah besar gaya F yang harus didiberikan ?
Dari gambar diketahui bahwa panjang batang yaitu 8 m. Karena homogen, berarti gaya berat batang berada pada jarak 4 m dari poros. Karena massa katrol diabaikan, maka besar tegangan tali akan sama dengan besar gaya F yang didiberikan.
Perhatikan bahwa pada batang terdapat tiga gaya yang bekerja yaitu berat balok, berat batang, dan tegangan tali. Perhatikan bahwa gaya berat balok dan berat batang searah sedangkan keduanya berlawanan arah dengan tegangan tali.
melaluiataubersamaini begitu, semoga setimbang maka berlaku :
⇒ ∑Ï„ = 0
⇒ 100 (4) + 60 (2) − T (8) = 0
⇒ 400 + 120 - 8T = 0
⇒ 8T = 520
Karena T = F, maka :
⇒ 8F = 520
⇒ F = 520⁄8
⇒ F = 65 N.
misal 2 : Menentukan Besar Tegangan Tali
Pembahasan :
Untuk mengerjakan soal menyerupai ini, kita sanggup memakai hukum sinus sebagai diberikut :
| T1 | = | T2 | = | T3 |
| sin a | sin b | sin c |
melaluiataubersamaini :
a = sudut di hadapan T1
b = sudut di hadapan T2
c = sudut di hadapan T3.
Tinjau beban :
Pada beban bekerja dua gaya yaitu gaya berat dan tegangan tali T3. Karena dalam keadaan setimbang, maka berlaku :
∑F = 0
⇒ W - T = 0
⇒ T3 = W
⇒ T3 = 80 N.
melaluiataubersamaini memakai hukum sinus, maka :
| T2 | = | T3 |
| sin b | sin c |
| T2 | = | 80 |
| sin 150 | sin 90 |
| T2 | = | 80 |
| ½ | 1 |
Selanjutnya, diperoleh tegangan tali pertama :
| T1 | = | T3 |
| sin a | sin c |
| T2 | = | 80 |
| sin 120 | sin 90 |
| T1 | = | 80 |
| ½√3 | 1 |
Jadi, T1 = 40√3 N, T2 = 40 N, dan T3 = 80 N.
Pada sistem kesetimbangan benda menyerupai pada gambar, AB yaitu batang sejenis dengan panjang 80 cm dan berat 20 N. Berat beban yang digantung pada ujung batang yaitu 40 N. Tentukan besar tegangan tali BC jikalau AC = 60 cm.
Pembahasan :
melaluiataubersamaini dalil Phytagoras, BC = 100 cm = 1 m.
Perhatikan gambar di atas. Tinjau batang sejenis sebagai benda yang mengalami gaya. Terdapat gaya berat balok, berat batang, dan tegangan tali dalam arah sumbu y.
∑Ï„ = 0
⇒ W (AB) + Wb (½AB) - T sin θ (AB) = 0
⇒ 40 (0,8) + 20 (0,4) - T (60⁄100) (0,8) = 0
⇒ 32 + 8 - 0,48 T = 0
⇒ 0,48 T = 40
⇒ T = 40⁄0,48
⇒ T = 83,3 N.
misal 4 : Pada batang AB yang massanya diabaikan, digantungkan sebuah balok bermassa 10 kg. Pada jarak 2 m dari A diletakkan balok bermassa 4 kg. Jika panjang AB = 6 m, tentukanlah besar tegangan tali T.
Pembahasan :
∑Ï„ = 0
⇒ W1 (AB) + W2 (2) - T sin 30 (AB) = 0
⇒ 100 (6) + 40 (2) - T (½) (6) = 0
⇒ 600 + 80 - 3T = 0
⇒ 3T = 680
⇒ T = 680⁄3
⇒ T = 226,6 N.
Pembahasan :
melaluiataubersamaini hukum sinus :
| T1 | = | W |
| sin a | sin c |
| T2 | = | 480 |
| sin 120 | sin 90 |
| T1 | = | 480 |
| ½√3 | 1 |
Emoticon