Materi Kesetimbangan Partikel Dan Benda Tegar
1. Kesetimbangan Partikel
Penyebab gerak sumbu benda ialah gaya, dimana semakin besar gaya, maka semakin besar pula percepatan yang dialami. Partikel ialah benda yang ukurannya sanggup diabaikan sehingga sanggup digambarkan sebagai suatu titik materi. Akibatnya, bila gaya bekerja pada partikel titik tangkap gaya berada sempurna pada partikel-partikel tersebut. Oleh sebab itu, partikel hanya mengalami gerak translasi dan tidak mengalami gerak rotasi.
Suatu partikel dikatakan dalam keadaan setimbang apabila resultan gaya yang bekerja pada partikel sama dengan nol.
ΣF = 0
Apabila partikel pada bidang xy, maka syarat kesetimbangan ialah resultan gaya pada komponen sumbu x dan sumbu y sama dengan nol.
ΣFx = 0
ΣFy = 0
Berdasarkan Hukum I Newton, bila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka percepatan benda menjadi nol. Artinya, bahwa partikel dalam keadaan membisu atau bergerak dengan kecepatan tetap. Apabila partikel dalam keadaan membisu disebut mengalami kesetimbangan statis, sedangkan bila bergerak dengan kecepatan tetap disebut kesetimbangan dinamis.
2. Kesetimbangan Benda Tegar
Benda tegar adalah benda yang apabila dipengaruhi gaya-gaya tidak mengalami perubahan bentuk. Meskipun benda berotasi namun bentuknya tetap sehingga jarak antara partikel-partikelnya tetap.
a. Momen Kopel
Kopel ialah pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar, dan arahnya berlawanan. Pengaruh kopel terhadap sebuah benda ialah memungkinkan benda berotasi. Besarnya kopel dinyatakan dengan momen kopel yang merupakan hasil kali antara gaya dengan jarak antara kedua gaya tersebut.
Secara matematis dituliskan:
M = F.d
dengan:
M = momen kopel (Nm)
F = gaya (N)
d = jarak antara gaya (m)
Momen kopel merupakan besaran vektor. Momen kopel bertanda positif bila arah putarannya searah dengan putaran jarum jam dan negatif bila berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Perhatikan gambar berikut.
Momen gaya positif dan negatif.
b. Menentukan Titik Tangkap Gaya Resultan
Pada bidang datar xy terdapat beberapa gaya F1, F2, dan F3 saling sejajar dan bertitik tangkap di (x1,y1), (x2,y2), (x3,y3) menyerupai pada gambar berikut.
Sejumlah gaya bekerja pada bidang xy.
Resultan ketiga gaya tersebut ialah R yang bertitik tangkap di (x,y). Jika komponen gaya yang searah sumbu x ialah F1x, F2x, dan F3x, sedangkan komponen gaya pada arah sumbu y ialah F1y, F2y, dan F3y dengan jarak x1, x2, dan x3 terhadap sumbu y, maka berlaku:
Στy = τ1y + τ2y + τ3y
Ry xR = F1y .x1 + F2y .x2 + F3y .x3
Dengan cara yang sama diperoleh:
c. Syarat Kesetimbangan Benda
Pada umumnya benda yang sedang bergerak mengalami gerak translasi dan rotasi. Suatu benda dikatakan setimbang apabila benda mempunyai kesetimbangan translasi dan kesetimbangan rotasi. Dengan demikian, syarat kesetimbangan benda ialah resultan gaya dan momen gaya terhadap suatu titik sembarang sama dengan nol. Secara matematis sanggup dituliskan:
ΣFx = 0, ΣFy = 0, dan Στ = 0
0 Response to "Materi Kesetimbangan Partikel Dan Benda Tegar"
Posting Komentar