Sunday, February 24, 2019
A. PENGERTIAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
Kesetimbangan benda tegar merupakan salah satu materi dalam pembelajaran Fisika dan kimia di Sekolah Menengah Atas. Kesetimbangan benda tegar berkaitan bersahabat dengan yang namanya momentum. Jika dilihat dari kata yang menyusunnya kesetimbangan benda tegar tersusun atas dua bagian, yaitu kesetimbangan dan benda tegar. Kesetimbangan memperlihatkan suatu keadaan yang berada dalam kondisi setimbang atau seimbang. Sedangkan Benda tegar merupakan kata yang dipakai untuk menunjukkan suatu benda yang bentuk atau geometrinya akan selalu tetap meskipun diberikan gaya. Sehingga Dapat dikatakann bahwa sutatu benda tegar akan mempertahan bentuknya dari imbas gaya. Hal inilah yang menimbulkan bentuknya selalu tetap meskipun gaya telah diberikan kepadanya. Jika suatu benda tegar mengalami gerak translasi atau gerak rotasi sekalipun, bentuknya tidak akan mengalami perubahan. Artiya, benda tegar mempunyai bentuk tetap. Beda tegar ini umumnya berbentuk padat. Beberapa cotoh benda yang dikategorikan termasuk dalam benda tegar yakni menyerupai bola, kursi, meja dan lain-lain.
Berdasarkan klarifikasi di atas, maka Kesetimbangan Benda Tegar sanggup diartikan sebagai suatu benda yang berada dalam keadaan yang setimbang atau seimbang. Kesetimbangan benda tegar merupakan suatu kedaan dimana momentum sebuah benda tegar bernilai nol. Nilai nol di sini memperlihatkan keadaan yang setimbang. Jika suatu benda tegar pada mulanya dalam kondisi diam, maka benda tegra tersebut akan tetap membisu (mempertahankan kondisinya). Akan tetapi jikalau suatu benda tegar pada awalnya berada dalam kondisi begerak dan pergerakan tersebut mempunyai kecepatan konstan, maka benda tegar tersebut akan tetap megalami pergerakan dengan kecepatan yang konstan.
 |
| KESETIMBANGAN BENDA TEGAR |
B. PERSAMAAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
Kesetimbangan benda tegar merupakan suatu kedaan dimana momentum sebuah benda tegar bernilai nol. Dalam wacana benda tegar terdapat beberapa persamaan. Persamaan tersebut yakni sebagai berikut.
1. Momen gaya
Momen gaya sanggup didefinisikan sebagai suatu gaya yang mempunyai kecenderungan untuk memutar suatu beda terhadap suatu sumbu. Persaman yang dipakai dalam menghitung momen gaya ini yakni sebagai berikut:
Dengan:
F = gaya yang bekerja pada suatu benda (N). Gaya inilah yang cenderung memutar benda
d = jarak (yang tegak lurus) dengan gaya ke suatu poros (m)
τ = torsi atau momen gaya (Nm)
2. Penguraian gaya
Dalam kesetimbangan benda tegar terdapat penguraian gaya-gaya yang dilihat berdasatrkan sumbunya yaitu sumbu x dan sumbu y. Persamaan penguraian gaya tersebut yakni sebagai berikut:
Dengan : θ yakni sudut yang terbentuk diantara gaya F dan sumbu x.
3. Gerak translasi dan rotasi
a. Syarat kesetimbangan translasi
b. Syarat kesetimbangan rotasi
4. Gaya gesek
Persamaan yang dipakai untuk memilih gaya gesek yakni sebagai berikut:
Dengan:
F = gaya gesek yang terjadi pada suatu benda (N)
μ = koefesien gesek
N = gaya normal (N)
5. Gaya berat
Untuk memilih gaya berat dipakai persamaan berikut ini:
W = m.g
Dengan:
W = berat suatu benda (N)
m = massa suatu benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
C. KLASIFIKASI MACAM-MACAM JENIS KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
Kesetimabangan benda tegar sanggup diklasifikasikan menjadi beberapa macam. Klasifikasi macam-macam kesetimbangan tersebut diperkirakan dengan memperhatikan kedudukan titik beratnya saat gangguan kecil terjadi. Kedudukan titik berat benda sanggup naik, turun, dan tetap dari kedudukan semula bila gangguan kecil dihilangkan.
Berdasarkan klarifikasi tersebut kesetimbangan benda tegar diklasifikasikan menjadi tiga macam yaitu:
1. Kesetimbangan stabil
Kesetimbangan stabil merupakan suatu kesetimbangan yang dialami benda tegar dimana jikalau gangguan kecil atau gaya diberikan pada benda tersebut kemudian dihilangkan, maka benda akan kembali ke kedudukan seimbangnya semula.
2. Kesetimbangan labil
Kesetibangan labil merupakan suatu kesetimbangan yang dialami benda tegar, jikalau gangguan kecil atau gaya diberikan pada benda tersebut kemudian dihilangkan, maka benda tidak kembali ke kedudukan seimbangnya semula, bahkan meninggalkan gangguan tersebut.
3. Keseimbangan netral
Kesetimbangan netral disebut juga dengan istilah kesetimabangan indiferen. Kesetimbangan ini merupakan suatu kesetimbangan yang dialami benda tegar dimana jikalau gangguan kecil atau gaya diberikan pada benda, maka benda akan bergerak, tetapi jikalau gaya dihilangkan, maka benda akan kembali membisu pada kedudukan seimbangnya yang berbeda.
D. CONTOH SOAL KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
Contoh soal kesetibangan benda tegar yakni sebagai berikut:
1. Perhatikan gambar berikut ini!
Berdasarkan gambar tersebut, Andi memanjat tali. Kemudian andi berhenti pada suatu posisi (lihat pada gambar di atas). Tentukan besar tengangan-tegangan tali jikalau Andi mempunyai massa 50 kg.
Penyelesaian:
Diketahui:
Jawaban :
Berdasarkan gambar tersebut sanggup dilakukan penguraian gaya-gaya. Penguraian gaya-gaya tersebut yakni sebagai berikut:
Syarat setimbang
Telah ditemukan persamaan 1 dan persamaan 2. Kedua persamaan tersebut disubtitusikan sehingga menerima tegangan-tegangan yang dialami tali.
Makara tegangan yang dialami oleh T1 yakni 300 N dan tegangan yang dialami oleh T2 yakni 400 N
2. Perhatikan gambar berikut ini!
Berdasarkan gambar tersebut sanggup dijelaskan bahwa sebuah tangga yang mempunyai berat 500 N di letakkan di dindinng selasar sebuah hotel. Dalam perkara ini dinding dianggap sebagai dinding yang licin. Sedangkan lantai pada ujung tangga yang lain yakni lantai kasar. Hal ini menimbulkan tangga tersebut sanggup tergelincir. Berdasarkan perkara tersebut tentukan koefesien tabrakan antara lantai dan tangga.
Penyelesaian:
Diketahui:
W = 50 N
Ditanya:
μ =⋯?
jawab: gaya-gaya pada gambar sanggup diilustrasikan kembali dengan gambar berikut:
Yang pertama harus ditentukan yakni NB. Dilakukan dengan cara penggunaan persamaan gaya pada sumbu x.
Kemudian untuk jumlah torsi di B harus 0. Sehingga persamaan tersebut dipakai untuk memilih nilai NA.
Kemudian untuk memilih koefesien gesekannya sanggup digunakan⅀Fy = 0. Hal ini alasannya jumlah gaya pada sumbu x yakni 0.
E. APLIKASI KESETIMBANGAN BENDA TEGAR DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Terdapat beberapa aplikasi dari kesetimbangan benda tegar dalam kehidupan sehari-hari. Aplikasi tersebut yakni sebagai berikut:
- Jembatan kantilever
- Jembatan gantung
- Pemikul keranjang buah
- Ayunan dalam kondisi diam
- Layar LCD gantung
- Dan lain-lain