Pada pelajaran fisika sebelumnya, telah dipelajari pokok bahasan dinamika partikel dan dinamika rotasi. Dalam dinamika partikel kita mempelajari partikel yang bergerak translasi (rak rörelse, gerak melingkar, parabolisk rörelse). 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).
Förslag stel kroppsjämvikt 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.
Problem exempel
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…
Diskussion
Det är känt:
Massa beban (m1) = 2 kg
Massa batang (m2) = 1,5 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Berat beban (w1) = (2)(10) = 20 Newton
Berat batang (w2) = (1,5)(10) = 15 N
Frågade: Besar gaya tegangan tali agar batang berada dalam keseimbangan
Jawab:
Panjang tali dihitungmenggunakan rumus Pythagoras:
Beräkna repets spänningskraft (T):
Pilih sumbu rotasi di engsel. Tinjau momen gaya yang bekerja pada batang.
Kraftmoment 1:
τ1 = w2 r2 = (15 N)(0,4 m) = -6 Nm
Kraftmoment 1 får stången att rotera medurs så att kraftmoment 1 har ett negativt tecken.
Kraftmoment 2:
τ2 = w1 r1 = (20 N)(0,6 m) = -12 Nm
Kraftmoment 2 får stången att rotera medurs så att kraftmoment 1 har ett negativt tecken.
Kraftmoment 3:
τ3 = T r3 synd θ = (T)(0,8)(0,6/1) = 0,48T
Kraftmoment 3 får stången att rotera moturs så att kraftmoment 3 har ett positivt tecken.
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 = 20 000 Newton
Frågekälla:
Nationella fysikfrågor för gymnasiet/yrkesgymnasiet
