jadi laju v
2
adalah v
2
=
1 2
1
v r
r
=
s cm
s m
cm cm
20 10
20 40
= ×
. Dalam bentuk laju putaran, hukum kekekalan momentum dapat dinyatakan sebagai
2 2
2 1
2 1
ϖ ϖ mr
mr =
, jadi laju putaran ω
2
adalah
1 2
2 1
2
ϖ ϖ
= r
r
=
s rad
s rad
cm cm
200 50
20 40
2
= ×
, dengan
1 1
1
r v
=
ϖ
3.2. KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
Dalam subbab ini Anda akan mempelajari kesetimbangan benda tegar. Kesetimbangan ada dua
, yaitu kesetimbangan statis benda dalam
keadaan tetap diam dan kesetimbangan kinetis benda dalam keadaan bergerak lurus beraturan. Benda dalam keadaan kesetimbangan apabila
padanya berlaku
= ΣF
ρ
tidak bergerak translasi dan
= Σ
τ
tidak berotasi. Berikutnya dalam subbab ini apabila tidak dinyatakan, yang
dimaksud kesetimbangan adalah kestimbangan statis benda tetap diam dan supaya mempermudah dalam menyelesaikan masalah kestimbangan,
Anda harus menguasai menggambar diagram gaya benda bebas dan menghitung torsi terhadap suatu poros oleh setiap gaya dari diagram gaya
benda bebas tersebut. 3.2.1. Kesetimbangan Statis Sistem Partikel
Dalam sistem yang tersusun dari partikel, benda dianggap sebagai satu titik materi. Semua gaya eksternal yang bekerja pada sistem tersebut
dianggap bekerja pada titik materi tersebut sehingga gaya tersebut hanya menyebabkan gerak translasi dan tidak menyebabkan gerak rotasi. Oleh
karena itu kesetimbangan yang berlaku pada sistem partikel hanyalah kesetimbangan translasi.
Syarat kesetimbangan partikel adalah:
= ΣF
ρ
yang meliputi
= Σ
x
F
dan
= Σ
y
F
3.11 dengan
:
x
F Σ
resultan gaya pada komponen sumbu x
y
F Σ
: resultan gaya pada komponen sumbu y.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Untuk memahami masalah kesetimbangan sistem partikel, silakan pelajari studi kasus kesetimbangan berikut:
Benda dengan berat 400 N digantung pada keadaan diam oleh tali-tali seperti pada Gambar 3
. 5. Tentukan besar tegangan-tegangan pada kedua
tali penahnnya.
Gambar 3.5. Sistem kesetimbangan partikel. Penyelesaian:
Dari gambar c , diperoleh komponen tegangan tali sebagai berikut: T
1x
= T
1
cos 37
o
= 0,8T
1
T
2x
= T
2
cos 53
o
= 0,6T
2
T
1y
= T
1
sin 37
o
= 0,6T
1
T
2y
= T
2
sin 53
o
= 0,8T
2
Berikutnya kita menggunakan persamaan kesetimbangan statis partikel dan perhatikan tanda positif untuk arah ke kanan atau atas dan negatif untuk
arah ke kiri atau bawah.
= Σ
x
F =
Σ
y
F
T
2x
– T
1x
= T
1y
+ T
2y
– W = 0 0,6T
2
= 0,8T
1
0,6T
1
+ 0,8T
2
– 400 = 0 Dengan mensubstitusi nilai T
2
dari persamaan ke persamaan kita dapat nilai tegangan tali T
2
= 320 N dan dengan mensubstitusi ke persamaan diperoleh nilai tegangan tali T
1
= 240 N.
3.2.2. Kesetimbangan Benda Tegar Suatu benda tegar yang terletak pada bidang datar bidang XY berada
dalam keadaan kesetimbangan statis bila memenuhi syarat:
1. Resultan gaya harus nol
Σ
F = 0 yang mencakup
Σ
F
x
= 0 dan
Σ
F
y
= 0
Di unduh dari : Bukupaket.com
2. Resultan torsi harus nol
Στ
= 0 Untuk memahami masalah kesetimbangan benda tegar, tinjau pemecahan
studi kasus berikut ini: Contoh soal 3.7.
Seorang siswa menempatkan benda balok B = 4 kg di ujung papan yang ditumpu di 4 m dari B, kemudian agar papan dalam keadaan setimbang di
menempatkan benda A di 2 m dari titik tumpu. Hitung besar massa benda A yang harus ditempatkan agar sistem setimbang dan besar gaya tumpu T.
Penyelesaian: Kesetimbangan rotasi:
Resultan torsi terhadap titik tumpu T adalah
∑
= −
=
1 2
R W
R W
A B
τ
keadaan setimbang 40
2 4
= ×
− ×
A
W
jadi W
A
= 80 N sehingga massa A = 8 kg. Kesetimbangan translasi:
∑
= +
− =
B A
W W
T F
jadi T = 120 N
R
1
= 2 m R
2
= 4 m B
T W
A
= m
A
.g W
B
= 40 N A
Di unduh dari : Bukupaket.com
3.3. TITIK BERAT
