Kesetimbangan Benda Tegar: Jenis, Rumus, Soal

Hai Fisikawan muda, kesempatan kali ini kita akan berdiskusi mengenai Kesetimbangan Benda Tegar

Hai sobat fisika yang luar biasa. Apa kalian pernah tau apa yang disebut kesetimbangan benda tegar itu?

Pengertian Kesetimbangan Benda Tegar

Kesetimbangan Benda Tegar merupakan istilah dalam dunia fisika yang digunakan untuk menyatakan kondisi dimana momen bendasama dengan nol. Untuk lebih tau tetap lanjutkan membaca ya sobat.

Pengertian Kesetimbangan Benda Tegar atau biasa disebut torsi terhadap sumbu yang disebabkan oleh gaya, adalah ukuran dari keefektifan gaya tersebut dalam menghasilkan putaran atau rotasi mengelilingi sumbu tersebut.  

Bagaimana cara menghitung Kesetimbangan Benda Tegar? Mari kita bahas rumusnya.

Rumus Kesetimbangan Benda Tegar

Rumus dan persamaan matematis Kesetimbangan Benda Tegar atau Torsi bisa dituliakan sebagai berikut:

Syarat Kesetimbangan Benda Tegar

Suatu sistem dapat mengalami keadaan setimbang jika memenuhi syarat seperti  berikut:

• Jumlah vector dari semua gaya yang bekerja pada benda haruslah nol.

∑F_x = 0 dan ∑F_y = 0

• Ambillah sumbu tegak lurus terhadap bidang dari gaya-gaya sebidang. Ambillah suatu acuan dimana jika torsi yang menyebabkan putaran searah bernilai positif dan torsi yang menyebabkan putaran berlawanan arah jarum jam adalah negative.

∑τ = 0

Baca juga Hukum Newton.

Jenis Jenis Kesetimbangan Benda Tegar

Kesetimbangan Benda tegar secara kondisi objeknya dapat dibagi menjadi beberapajenis antara lain :

1. Kesetimbangan Stabil

Kesetimbangan stabil adalah kesetimbangan dimana jika suatu benda dipengaruhi gaya maka benda tersebut akan kembali pada posisi semula

Contoh:

Suatu kelereng yang ada pada wajan masak. Pada kondisi ini kelereng akan kembali padakondisi semula ketika wajan diberikan gaya alias digoyang goyangkan ke segala arah.

2. Kesetimbangan Labil

Kesetimbangan labil adalah kesetimbangan yang dialami benda yang mana jika diberikan sedikit saja gangguan atau gaya benda tersebut akan berpindah dan tidak dapat kembali ke posisi semula.

Contoh:

Suatu kelereng yang ada pada wajan masak akan tetapi wajan masaknya diletakan terbalik. Pada kondisi ini kelereng akan jatuh atau berpindah jika ada sedikit saja gangguan pada wajan masak.

3. Kesetimbangan Indeferen

Kesetimbangan indeferen atau netral adalah kesetimbangan yang mana jika suatu benda diberikan gangguan maka titik berat benda tidak mengalami perubahan.

Contoh:

Kelereng yang diletakan pada suatu lantai yang datar. Dikeadaan ini kelereng yang diberikan gangguan tidak akan berubah titik beratnya. Titik berat kelereng tersebut akan selalu  berada dipusat kelereng tersebut.

Untuk lebih paham kalian juga perlu tau apasih aplikasi dari materi Kesetimbangan Benda Tegar. Di bawah akan kita bahas penerapannya, tetap semangat 😀

Kesetimbangan Benda Tegar dalam Kehidupan Sehari-Hari

Kesetimbangan Benda Tegar merupakan materi fisika yang terlihat sepelekan tetapi manfaat dalam kehidupan sehari-hari sangatlah besar.

Pertama kita akan membahas tentang penerapan Kesetombangan benda tegar pada timbangan (neraca ohaus).

Konsep neraca ini benar benar menggunakan kesetimbangan benda tegar dimana tuas sebelah kanan membuat putaran searah yang artinya torsi bernilai positif dan tuas sebelah kiri membuat putaran berlawanan arah jarum jam yang artinya nilai torsi negative.

Dengan demikian jika bebanyang ada disebelah kiri dan bebantimbangan sebelah kanan menjadikan posisi tuas kanan dan kiri seimbang berarti jumla torsi bernilai 0 yang artinya sistem terseut dalam keadaan setimbang.

Sudah paham? Biar makin mantap, mari kita bahas contoh soal kesetimbangan benda tegar.

Baca juga Momen Inersia.

Contoh Soal Kesetimbangan Benda Tegar

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

Pembahasan

Diketahui

W = 100N

F1 = 500N

F2 = 200N

Penyelesaian

∑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 :

∑F_y = 0

S-200N – 100N – 500N = 0

S = 800N

Begitulah pembahasan materi Kesetimbangan Benda Tegar. Semoga bermanfaat. Baca juga Tekanan Hidrostatis.