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 :

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

∑

F_x = 0

∑

F_y = 0

∑

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 )

m . g = w

Keterangan:

m = massa benda (kg)

g = gaya gravitasi bumi ( m

s2¿

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 kecepatan sudut konstan atau tidak mengalami percepatnan sudut ( α = 0) Gerakan rotasi disebabkan oleh momen gaya, di mana momen gaya dapat dirumuskan:

Benda yang bergerak ataupun diam pasti mengalami gaya gesek walaupun sangat kecil, dan gaya gesek tersebut dirumuskan :

a. Gaya gesek statis ( gaya gesek yang terjadi pada benda diam) Dirumuskan :

Di mana:

μ_s = koefisien gesek statis ; N = berat benda

b. Gaya gesek kinetik ( gaya gesek yang terjadi pada benda bergerak) Di mana :

μ_k = koefisien gesek kinetik

4. Kesetimbangan Tiga Buah Gaya

Apabila ada tiga buah gaya yang bekerja pada suatu tiitk tangakap dan partikel tersebut dalam keadaan setimbang maka berlaku :

Keterangan;

τ

=

momen gaya

F = gaya

5. Titik Berat

Gabungan dari beberapa massa ( m ) diberikan :

terhadap sumbu X

terhadap sumbu Y

koordinat titik berat ( X0 , Y0

)

untuk benda-benda homogen berlaku m ∝ V ∝ A ∝

l

dengan V = volume ; A = luas ;

l =

panjang

X₀ =

m1x1+m2x2+m3x3+. . . mnxn

m1+m2+m3+. . .mn

Y₀

₌

m1y1+m2y2+m3y3+. . .mn yn