Kesetimbangan Tujuan
5. MACAM MACAM KESETIMBANGAN BERDASARKAN TITIK BERAT
a) Pertama, jika titik berat benda berada di bawah titik tumpu, maka benda selalu berada dalam keseimbangan stabil (benda masih bisa bergerak kembali ke posisi semula setelah puas jalan-jalan). Contohnya adalah ketika sebuah benda digantung dengan tali. Untuk kasus seperti ini, titik berat benda selalu berada di bawah titik tumpu (titik tumpu berada di antara tali dan tiang penyanggah).
Y F1 (x1, y1) (x2,y2) F2 F3 (x3, y3) 0 X
= panjang
garis/busur
A = luas bidang /
selimut
V = volume benda
pejal
x0 Z(x0, y0) y0 YX
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR KELOMPOK KOMPETENSI B
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
67
b) Kedua, jika titik berat benda berada di atas titik tumpu, keseimbangan bersifat relatif. Benda bisa berada dalam keseimbangan stabil, benda juga bisa berada dalam keseimbangan labil/tidak stabil.
Apabila setelah didorong, posisi benda seperti yang ditunjukkan pada posisi 1, benda masih bisa kembali ke posisi semula (benda berada dalam keseimbangan stabil). Sebaliknya, apabila setelah didorong, posisi benda seperti yang ditunjukkan posisi 2, benda tidak bisa kembali ke posisi semula. Benda akan terus berguling ke kanan (benda berada dalam keseimbangan tidak stabil/labil)
c) Ketiga, keseimbangan benda sangat bergantung pada bentuk/ukuran benda. Benda yang kurus dan langsing berada dalam keseimbangan tidak stabil jika posisi berdiri benda tersebut tegak. Alas yang menopang benda tidak lebar. Ketika disentuh sedikit saja, benda langsung tumbang.
Perhatikan posisi tiik berat dan titik tumpu. Sebaliknya, benda yang tebal lebih stabil. Alas yang menopang benda lumayan lebar. Setelah bergerak, titik beratnya masih berada di sebelah kiri titik tumpu, sehingga benda masih bisa kembali ke posisi semula. d) Keempat, keseimbangan benda
tergantung pada jarak titik berat dari titik tumpu. Jika posisi berdiri benda seperti pada posis 1, benda berada dalam keseimbangan tidak stabil. Angin meniup sedikit saja, benda langsung berguling. Bandingkan dengan contoh benda tipis sebelumnya.
Keseimbangan labil dan stabilsebuah balik
Perbandingan kesetabilan balok tipis dan tebal
Kesetabilan dipengaruhi oleh jarak titik berat dan titik tumpu
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR KELOMPOK KOMPETENSI B
68
Sebaliknya, jika posisi benda tampak seperti pada posisi 2, benda berada dalam keseimbangan stabil. Sekarang perhatikan jarak antara titik berat dan titik tumpu. Ketika benda berdiri (posisi 1), jarak titik berat dan titik tumpu lumayan besar. Ketika benda pada posisi (posisi 2), jarak antara titik berat dan titik tumpu sangat kecil. Anda bisa menyimpulkan bahwa keseimbangan benda sangat bergantung pada jarak titik berat dari titik tumpu. Semakin jauh titik berat dari titik tumpu (posisi 1), keseimbangan benda semakin tidak stabil. Sebaliknya, semakin dekat titik berat dari titik tumpu (posisi 2), keseimbangan benda semakin stabil.
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Materi yang Anda pelajari dalam kegiatan pembelajaran 2 ini merupakan konsep dasar/ esensial yang terdapat dalam keseluruhan materi Kesetimbangan. Masih terdapat kajian lebih lanjut yang dapat Anda pelajari lebih dalam lagi. Untuk itu silakan mengeksplorasi referensi lain selain yang dituliskan dalam daftar pustaka.
Setelah menyelesaikan soal latihan, Anda dapat memperkirakan tingkat keberhasilan Anda dengan melihat kunci/rambu-rambu jawaban yang terdapat pada bagian akhir modul ini. Jika Anda memperkirakan bahwa pencapaian Anda sudah melebihi 85%, silahkan Anda terus mempelajari Kegiatan Pembelajaran berikutnya, namun jika Anda menganggap pencapaian Anda masih kurang dari 85%, sebaiknya Anda ulangi kembali mempelajari kegiatan Pembelajaran 2.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR KELOMPOK KOMPETENSI B
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
69
Gaya gesek adalah gaya yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan. Gaya gesek merupakan besaran vektor yang mempunyai nilai dan arah. Jika benda diam arah gaya gesek berlawanan dengan arah gaya luar yang di berikan kepada benda, sedangkan untuk benda bergerak gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek dapat menghambat gerak benda. Besar kecilnya gaya gesek bergantung kepada permukaan benda.
Materi Gesekan merupakan materi fisika SMA, pada Kurikulum 2013 disajikan di kelas X semester 1 dengan Kompetensi Dasar (KD) sebagai berikut KD dari Kompetensi Inti 3 (KI 3)
Aspek Pengetahuan: 3.4 Menganalisis hubungan antara gaya, massa, dan gerakan benda pada gerak lurus. KD dari KI 4 Aspek Keterampilan: 4.1 Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis dengan menggunakan peralatan dan teknik yang tepat untuk penyelidikan ilmiah dan 4.4. Merencanakan dan melaksanakan percobaan untuk menyelidiki hubungan gaya, massa, dan percepatan dalam gerak lurus.
Kompetensi guru yang akan dikembangkan pada program guru pembelajar untuk materi gesekan adalah: “20.1 Memahami konsep-konsep, hukum-hukum, dan teori-teori fisika, serta penerapannya secara fleksibel”, dengan sub kompetensi “Menjabarkan konsep dan teori gaya gesekan statik dan kinetik”
A. Tujuan
Setelah mempelajari modul ini diharapkan peserta dapat:
1. memahami konsep gesekan dan penyebabnya melalui kajian materi
2. terampil melakukan berbagai praktek laboratorium/percobaan untuk memahami pengaruh gesekan pada gerak benda secara teliti
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3
GESEKAN
Gambar 3.1. Gesekan ban mobil pada tanah kering menyebabkan mobil dapat melaju
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - KEMDIKBUD
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR KELOMPOK KOMPETENSI B
70
3. memahami konsep gesekan melalui pengolahan data hasil percobaan
4.
menyelesaikan soal-soal yang berkaitan dengan permasalahan gesekanB. Indikator Ketercapaian Kompetensi
Kompetensi yang diharapkan dicapai melalui program guru pembelajar ini adalah:
1. menguraikan gesekan statik dan kinetik
2. mendeskripsikan gesekan dalam kehidupan sehari-hari
C. Uraian Materi
Dalam mempelajari gerak benda yang berkaitan dengan karakteristik benda dan interaksi gaya-gaya antara benda itu dengan lingkungannya, maka gaya gesekan merupakan salah satu di antara gaya-gaya itu. Gaya
gesekan terjadi antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan dan bergerak satu terhadap yang lain.
Jika dua benda bergerak satu terhadap yang lain dan selama gerak itu permukaan kedua benda saling bersentuhan, maka masing-masing benda melakukan gaya gesekan satu terhadap yang lain. Gaya gesekan pada sebuah benda berlawanan arah dengan arah gerak benda itu. Jadi gaya gesekan melawan gerak benda dan bukan mendorong gerak benda. Namun demikian, itu tidak selalu berarti bahwa gaya gesekan itu merugikan dan hanya terjadi pada permukaan dua benda yang bergerak satu terhadap yang lain.
Gaya gesekan tidak selalu merugikan dan tidak hanya terjadi pada benda yang bergerak saja. Sebagai contoh, gesekan antara komponen-komponen mesin dapat menghambat gerakan atau putaran mesin dan menimbulkan keausan komponen- komponen mesin, itu merugikan dan oleh sebab itu digunakan minyak pelumas untuk menguranginya; tetapi orang tidak dapat berjalan pada lantai yang licin, dan roda kendaraan slip pada jalan yang licin, disitu berarti gaya gesekan dibutuhkan; sebuah benda diam di atas bidang datar dan masih dapat terus diam ketika bidang itu dimiringkan sampai sudut tertentu, itu berarti bahwa pada benda itu terjadi gaya gesekan yang menyebabkan benda dapat tetap diam sampai keadaan tertentu.
Pada modul ini diuraikan gaya gesekan antara permukaan-permukaan benda padat, yang dibedakan atas gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetik. Gaya gesekan statis terjadi antara dua permukaan benda yang diam satu terhadap yang lain, dan gaya
Gambar 3.2. Daerah kontak mikroskopik antara kotak dan meja hanyalah bagian kecil dari daerah kontak mikroskopik. Bagian ini sebanding dengan gaya normal yang dikerjakan antara permukaan-permukaan.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR KELOMPOK KOMPETENSI B
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
71
gesekan kinetik terjadi antara dua permukaan benda yang bergerak satu terhadap yang lain. Selanjutnya Anda pelajari kedua macam gaya gesekan itu satu demi satu.