Kesetimbangan benda kaku
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| turning effect/ˈtɜːnɪŋ ɪˈfekt/ | efek berputar |
| moment/ˈməʊmənt/ | momen |
| perpendicular/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə/ | tegak lurus |
| equilibrium/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | kesetimbangan |
| pivot/ˈpɪvət/ | engsel |
| rigid body/ˈrɪdʒɪd ˈbɒdi/ | badan kaku |
| resultant force/rɪˈzʌltənt fɔːs/ | resultan gaya |
| centre of mass/ˈsentə ɒv mæs/ | pusat massa |
| topple/ˈtɒpl/ | tumbang |
| limiting friction/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfrɪkʃn/ | gesekan batas |
Mengapa pintu berat mudah dibuka
- Dorong dekat engsel dan pintu hampir tidak bergerak; dorong gagang dan pintu berayun dengan mudah.
- Gaya yang sama, namun efek putar berbeda — yaitu torsi. Inilah yang menjaga balok, jembatan, dan perosotan seimbang.
Momen suatu gaya terhadap suatu titik adalah:
Momen = gaya × jarak tegak lurus — efek putaran.
Torsi
- Torsi gaya terhadap suatu titik = gaya × jarak tegak lurus dari titik tersebut.
- Ini mengukur efek putar; jarak yang lebih besar berarti putaran yang lebih besar.
Kesetimbangan balok: ambil torsi tentang titik tumpu
Kesetimbangan gaya
resultan = 0
Benda berada dalam kesetimbangan ketika gaya-gaya yang bekerja ujung-ke-ujung kembali ke nol.
Untuk benda kaku dalam kesetimbangan, resultan gaya dan total momen harus keduanya nol.
Kesetimbangan gaya menghentikan translasi; kesetimbangan momen menghentikan rotasi.
Untuk balok seragam, berat dianggap bekerja di ______ massa.
Berat benda seragam bekerja di pusat massanya (tengahnya).
Kesetimbangan benda kaku
- Benda kaku berada dalam kesetimbangan ketika kedua syarat terpenuhi:
- gaya resultan adalah nol (tidak akan dipercepat), dan
- total torsi terhadap titik manapun adalah nol (tidak akan berotasi).
- Berat bekerja pada pusat massa.
Mengambil torsi tentang titik tumpu A menghilangkan reaksi (yang tidak diketahui) dari persamaan.
Balok seragam panjang 4 m dengan berat 100 N diputar pada titik A; gaya F di B (jarak 4 m) menyeimbangkannya. Ambil momen terhadap A (berat bekerja di tengah 2 m), temukan F (N).
F × 4 = 100 × 2, sehingga F = 200/4 = 50 N.
Contoh terarah — balok
- Balok seragam sepanjang 4 m dengan berat $100$ N ditumpukan di A; gaya $F$ di B (berjarak 4 m) menahannya tetap datar.
- Berat bekerja di tengah, 2 m dari A. Torsi tentang A: $F \times 4 = 100 \times 2$, sehingga $F = 50$ N.
Tip — pilih titik tumpu dengan bijaksana. Mengambil torsi tentang titik di mana gaya tak diketahui bekerja membuat torsi gaya itu menjadi nol, sehingga hilang dari persamaan.
Benda terbalik ketika garis kerja beratnya jatuh:
Begitu garis berat melewati alas, momen membalikkannya.
Berguling dan meluncur
- Di lereng atau dengan dorongan horizontal, benda dapat berguling (berotasi tentang tepi) atau meluncur (tergelincir).
- Benda berguling ketika garis kerja beratnya jatuh di luar alasnya; meluncur ketika dorongan melebihi gesekan batas.
- Cari pusat massa dari plat tipis atau benda majemuk; benda kaku di bawah gaya koplanar setimbang ketika gaya dan torsi keduanya menjumlahkan nol.
Anda telah memahaminya
- torsi = gaya × jarak tegak lurus
- kesetimbangan: gaya resultan nol dan total torsi nol
- berat bekerja pada pusat massa; ambil torsi tentang yang tidak diketahui untuk menghilangkannya