Pada pelajaran fisika sebelumnya, telah dipelajari pokok bahasan dinamika partikel דן דינמיקה סיבובית. Dalam dinamika partikel kita mempelajari partikel yang bergerak translasi (תנועה ישרה, תנועה מעגלית, תנועה פרבולית). Dalam dinamika rotasi, kita mempelajari benda tegar yang berotasi. Dalam pokok bahasan ini, kita mempelajari benda yang berada dalam kesetimbangan. Terdapat dua jenis kesetimbangan, yakni kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis. Sesuai dengan hukum I Newton, suatu benda setimbang statis jika benda diam dan benda setimbang dinamis jika benda bergerak dengan kecepatan konstan. Tulisan ini lebih menitikberatkan pada pembahasan mengenai kesetimbangan statis (benda diam).
קונספ kesetimbangan benda tegar merupakan pengetahuan dasar yang sangat penting dan mempunyai banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari, khususnya pada bidang teknik. Pemahaman dan perhitungan mengenai gaya-gaya yang bekerja pada benda yang berada dalam keadaan setimbang statis sangat penting, khususnya bagi para ahli teknik (arsitek atau insinyur). Dalam merancang sesuatu, baik gedung, jembatan, kendaraan, dll, para arsitek atau insinyur juga memperhitungkan secara saksama, apakah struktur suatu bangunan, kendaraan, jembatan dll, mampu menahan gaya-gaya yang bekerja padanya sehingga tidak ambruk.
דוגמה לבעיות
1. Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah batang bermassa 1,5 kg yang salah satu ujungnya dipasang engsel tegak lurus dinding dan sebuah lampion digantungkan pada jarak tertentu dari engsel. Besar gaya tegangan tali, agar batang berada dalam keseimbangan adalah…
דִיוּן
זה ידוע:
Massa beban (m1) = 2 ק"ג
Massa batang (m2) = 1,5 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה2
Berat beban (w1) = (2)(10) = 20 ניוטון
Berat batang (w2) = (1,5)(10) = 15 ניוטון
נשאל: Besar gaya tegangan tali agar batang berada dalam keseimbangan
ג'וואב:
Panjang tali dihitungmenggunakan rumus Pythagoras:
חשב את כוח המתיחה של החבל (T):
Pilih sumbu rotasi di engsel. Tinjau momen gaya yang bekerja pada batang.
רגע הכוח 1:
τ1 = w2 r2 = (15 ניוטון)(0,4 מטר) = -6 ניוטון מטר
מומנט כוח 1 גורם למוט להסתובב עם כיוון השעון כך שלמומנט כוח 1 יש סימן שלילי.
רגע הכוח 2:
τ2 = w1 r1 = (20 ניוטון)(0,6 מטר) = -12 ניוטון מטר
מומנט כוח 2 גורם למוט להסתובב עם כיוון השעון כך שלמומנט כוח 1 יש סימן שלילי.
רגע הכוח 3:
τ3 = T r3 חטא θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
מומנט כוח 3 גורם למוט להסתובב נגד כיוון השעון כך שלמומנט כוח 3 יש סימן חיובי.
Agar sistem diam maka resultan momen gaya (Στ) = 0
Στ = 0
τ1 + ט2 + ט3 = 0
– 6 – 12 + 0,48T = 0
– 18 + 0,48T = 0
0,48T = 18
T = 18/0,48
T = 37,5 ניוטון
מקור השאלה:
שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי
