TEORI KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
TEORI
KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
1. Konsep Benda Tegar Benda tegar adalah istilah yang sering digunakan dalam dunia fisika untuk menyatakan suatu benda yang tidak akan berubah bentuknya setelah diberikan suatu gaya pada benda itu. Suatu benda tegar yang memiliki massa, apabila diberi gaya maka gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut sama dengan berat benda.
Dapat dituliskan : Keterangan:
m . g = w
m = massa benda (kg)
m ¿
g = gaya gravitasi bumi (
2 s
w = berat benda (N)
2. Kesetimbangan Benda Tegar
Kesetimbangan adalah suatu kondisi benda dengan resultan gaya dan resultan momen gaya sama dengan nol. Sesuai dengan hukum I Newton, kesetimbangan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu : 1. Kesetimbangan Statis, yaitu kesetimbangan benda ketika dalam keadaan diam.
Contohnya : gedung, pelabuhan, dan lain-lain. Di mana
F = 0 ; a = 0 ∑ ∑
2. Kesetimbangan Dinamik, yaitu kesetimbangan benda ketika dalam keadaan bergerak dengan kecepatn konstan.
Di mana
a = 0 ∑
Syarat Kesetimbangan Benda = 0
F ∑ x
F = 0 ∑ y
τ = 0 Kesetimbangan Rotasi ∑
3. Macam-macam Kesetimbangan
a. Kesetimbangan translasi, kesetimbangan yang dialami benda ketika bergerak dengan kecepatan linear konstan atau tidak mengalami perubahan linear ( a = 0 )
Gerakan translasi disebabkan oleh gaya F , jika gaya yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol, maka benda akan bergeser dengan percepatan tertentu, sesuai dengan hukum II Newton.
b. Kesetimbangan rotasi, kesetimbangan yang dialami benda ketika bergerak dengan
α
kecepatan sudut konstan atau tidak mengalami percepatnan sudut ( = 0) Gerakan rotasi disebabkan oleh momen gaya, di mana momen gaya dapat dirumuskan:
Keterangan;
τ F . r
= τ
momen gaya
=
F = gaya Benda yang bergerak ataupun diam pasti mengalami gaya gesek walaupun sangat r = jarak sumbu rotasi ke titik kecil, dan gaya gesek tersebut dirumuskan : tangkap gaya a. Gaya gesek statis ( gaya gesek yang terjadi pada benda diam)
Dirumuskan : Di mana:
f ges = μ . N s
μ
= koefisien gesek statis ; N = berat benda
s
b. Gaya gesek kinetik ( gaya gesek yang terjadi pada benda bergerak) Di mana :
μ
= koefisien gesek kinetik
k f ges = μ . N k
4. Kesetimbangan Tiga Buah Gaya Apabila ada tiga buah gaya yang bekerja pada suatu tiitk tangakap dan partikel tersebut dalam keadaan setimbang maka berlaku :
F
1 F F
1
2 = =
sin α sin α
1
2 F
3 α
2 α
3 sin α
3 α
1 F
2 F
5. Titik Berat Gabungan dari beberapa massa ( m ) diberikan : terhadap sumbu X
X = m x m x m x . . . m x + + +
1
1
2
2
3 3 n n m m m . . .m + + +
1
2 3 n
terhadap sumbu Y
m y m y m y . . .m y
1
1
2
2
3
3 n n
Y= m m m .. . m + + +
1
2 3 n
Y
,
koordinat titik berat ( X ) untuk benda-benda homogen berlaku m ∝ V ∝ A ∝
l
dengan V = volume ; A = luas ; panjang
l =