Pada pelajaran fisika sebelumnya, telah dipelajari pokok bahasan dinamika partikel dan dinâmica rotacional. Dalam dinamika partikel kita mempelajari partikel yang bergerak translasi (movimento reto, gerak melingkar, gerak parabola). 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).
Conceito 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.
Exemplo de problema
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…
Discussão
Isso é conhecido:
Massa beban (m1) = 2 kg
Massa batang (m2) = 1,5 kg
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s2
Berat beban (w1) = (2)(10) = 20 Newtons
Berat batang (w2) = (1,5)(10) = 15 N
Perguntado: Besar gaya tegangan tali agar batang berada dalam keseimbangan
Resposta:
Panjang tali dihitungmenggunakan rumus Pythagoras:
Hitung gaya tegangan tali (T):
Pilih sumbu rotasi di engsel. Tinjau momen gaya yang bekerja pada batang.
Momento de Força 1:
τ1 = w2 r2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
O momento de força 1 faz com que a haste gire no sentido horário, de modo que o momento de força 1 tenha um sinal negativo.
Momento de Força 2:
τ2 = w1 r1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
O momento de força 2 faz com que a haste gire no sentido horário, de modo que o momento de força 1 tenha um sinal negativo.
Momento de Força 3:
τ3 = T r3 sem θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
O momento de força 3 faz com que a haste gire no sentido anti-horário, de modo que o momento de força 3 tenha um sinal positivo.
Agar sistem diam maka resultan momen gaya (Στ) = 0
Στ = 0
τ1 + τ2 + τ3 = 0
– 6 – 12 + 0,48T = 0
– 18 + 0,48T = 0
0,48T = 18
T = 18/0,48
T = 37,5 Newton
Fonte da pergunta:
Questões de Física para o Exame Nacional do Ensino Médio/Ensino Técnico
