Keseimbangan Benda Tegar

by fisikaceria on 13-Jan-2011 in Fisika SMA, Kelas 11, Rotasi Benda Tegar, Semester Genap

Jika benda dipengaruhi gaya yang jumlahnya nol ΣF = 0 maka benda akan lembam atau seimbang translasi. Hukum I Newton dapat dikembangkan untuk gerak rotasi. Jika suatu benda dipengaruhi momen gaya yang jumlahnya nol (Στ = 0) maka benda tersebut akan seimbang rotasi.

Kedua syarat di atas itulah yang dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa
sebuah benda tegar itu seimbang. Sebuah benda tegar akan seimbang jika memenuhi keadaan syarat di atas.



Berarti berlaku syarat di bawah.

Rumus_1

Soal dan Penyelesaian

Sebuah papan panjangnya 2 m diberi penopang tiap-tiap ujungnya seperti pada Gambar. Massa papan 10 kg. Pada jarak 50 cm dari penopang B diletakkan beban 80 N. Jika sistem dalam keadaan seimbang maka tentukan gaya tekan normal yang bekerja di titik A dan B!Gambar_1


Penyelesaian :

Untuk menentukan nilai NA dan NB dapat digunakan syarat persamaan di atas. Karena keduanya belum diketahui, gunakan syarat Στ = 0 terlebih dahulu.

Acuan titik A

Momen gaya yang bekerja dari titik A dapat digambarkan seperti pada Gambar , dan

berlaku syarat berikut.

ΣτA = 0

(AB). NB − (AO). wAB − (AC) . w = 0

2 . NB − 1. 100 − 1,5 . 80 = 0

2 NB = 220

NB = 110 N

Nilai NA dapat ditentukan dengan syarat ΣF = 0 sehingga diperoleh :

ΣF = 0

NA + NB − wAB − w = 0

NA + 110 − 100 − 80 = 0

NA = 70 N

2. Sebuah papan nama bermassa 10 kg digantung pada batang bermassa 4 kg seperti pada Gambar (a). Agar sistem dalam keadaan seimbang maka berapakah tegangan minimum yang dapat ditarik oleh tali BC?

Gambar_2Penyelesaian :

Tegangan T minimum adalah besar tegangan yang dapat menyebabkan sistem itu seimbang sesuai beratnya. Gaya dan momen gayanya dapat
digambarkan seperti pada Gambar (b).
Nilai T dapat ditentukan dengan syarat Στ = 0 di titik A.
ΣτA = 0
(AB).T sin 30O− (AB).wAB−(AB).w = 0
l . T . − l . 40 − l . 100 = 0
T − 40 − 200 = 0
T = 240 N