Kesetimbangan Benda Tegar dan Contoh Soal | Fisika Kelas XI

Pengertian

Sebelum masuk ke materi kesetimbangan benda tegar, ada baiknya kamu memahami arti dari benda tegar itu sendiri terlebih dahulu. Benda tegar adalah suatu benda yang bentuknya tidak berubah saat diberi gaya dari luar.

Nah, kesetimbangan benda tegar itu sendiri adalah kondisi di mana momentum suatu benda bernilai nol. Artinya jika awalnya benda tegar tersebut diam, maka ia akan tetap diam. Namun jika awalnya benda tegar tersebut bergerak dengan kecepatan konstan, maka ia akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan.

Contoh Penerapan

Agar kamu bisa lebih mudah memahami kesetimbangan benda tegar, ada beberapa contoh yang dapat membantumu. Misalnya saja, dalam kehidupan sehari-hari seorang pemikul buah dan ayunan yang diam, dengan penjelasan bahwa kesetimbangan merupakan keadaan benda tidak ada gaya atau tidak ada torsi yang bekerja.

Selain itu, pada Jembatan, kesetimbangan banyak diaplikasikan dalam bidang teknik, khususnya yang berhubungan dengan desain struktur jembatan.

Syarat Kesetimbangan Benda Tegar

Syarat keseimbangan yang berlaku pada benda tegar adalah syarat keseimbangan translasi dan rotasi. Adapun syarat yang harus dipenuhi adalah:

- total gaya yang bekerja pada benda sama dengan 0
- total momen gaya (torsi) sama dengan 0

Jenis-jenis Kesetimbangan Benda Tegar

1. Momen kopel

Momen kopel adalah pasangan gaya yang besarnya sama, tetapi berlawanan arah. Kopel yang bekerja pada suatu benda akan menyebabkan terbentuknya momen kopel. Secara matematis, momen kopel dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:

M = momen kopel (Nm);

F = gaya (N); dan

d = panjang lengan gaya (m).

Momen kopel bernilai negatif jika berputar searah putaran jarum jam. Momen kopel bernilai positif jika berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Jika beberapa momen kopel bekerja pada suatu bidang, persamaannya menjadi:

Titik Berat

Pada prinsipnya, sebuah benda terdiri dari banyak partikel di mana setiap partikel memiliki berat. Resultan seluruh berat partikel di dalam benda disebut sebagai berat benda. Berat benda bekerja melalui satu titik tunggal yang disebut titik berat (titik gravitasi). Untuk benda yang ukurannya tidak terlalu besar, titik berat hampir berimpit dengan pusat massanya.
Beberapa rumus titik berat, adalah sebagai berikut:

Contoh Soal  

1. Batang homogen 100N dipakai sebagai tuas. Dimanakah harus dipasang penyangga agar beban 500N pada ujung yang satu dapat diimbangi dengan beban 200N pada ujung yang lain? Carilah beban pada penyangga.

Jawab:

∑τ = 0

x 200 sin (900) + (x-L/2) 100

sin (900) – (L-x) 500 sin (900) = 0 200x + 100x – 50L – 500L + 500x = 0

x = 0.69L dari ujung kiri

Beban S yang menekan pada penyangga dapat dihitung dengan persamaan: ∑Fy = 0 S-200N – 100N – 500N = 0 S = 800N

Nah, itulah pembahasan materi pembelajaran fisika kelas sebelas tentang kesetimbangan benda tegar. Apabila ada pertanyaan atau pendapat yang ingin disampaikan, Anda bisa langsung serukan di kolom komentar di bawah yaaaah… 

Anda juga dapat menghubungi kami di +6282111778907 atau Head Office kami 021-77844897 di setiap hari Senin s.d Jumat pada pukul 09.00-17.00. 

Anda bisa menemui kami langsung di kantor Ocean Terrace Residence Blok E1 No.1 Jalan Tole Iskandar, Tirtajaya, Kec. Sukmajaya, Kota Depok, Jawa Barat. Latis Education melayani les privat untuk semua wilayah di Indonesia.