pada Sebuah batang yang panjangnya 1 m dan massanya diabaikan salah satu ujungnya tergantung benda dengan berat 20 N yang berjarak 0,6 m dari titik tumpu 0 agar

Pada sebuah batang yang panjangnya 1 m dan massanya diabaikan salah satu ujungnya tergantung benda dengan berat 20 N yang berjarak 0,6 m dari titik tumpu 0 agar benda seimbang, gaya yang harus diberikan pada ujung batang yang lain adalah ... .

Jawaban

Pendahuluan

Benda seimbang adalah benda yang berada dalam keadaan diam tidak bergerak baik secara translasi (v = 0) atau diam secara rotasi (ω = 0) dan juga bisa dalam keadaan bergerak translasi (v = tetap) dan bergerak rotasi (ω = tetap) dengan kelajuan yang tetap.

Nah istilah benda seimbang dalam keadaan diam tidak bergerak ini lah yang nantinya kita sebut sebagai Keadaan seimbang statis. Dan istilah untuk menunjukkan benda seimbang dalam keadaan bergerak dengan kelajuan yang tetap ini akan kita sebut sebagai keadaan seimbang dinamis.

1. Syarat Keadaan Seimbang Untuk Benda Titik atau Partikel

Adapun syaratnya adalah sigma gaya yang bekerja pada benda ini adalah NOL

⇒ Σ F = 0

2. Syarat Keadaan Seimbang Untuk Benda Tegar

Adapun syaratnya adalah sigma gaya dan sigma torsi (momen gaya) yang bekerja benda ini adalah NOL

⇒ Σ F = 0 dan Σ τ = 0

DEFINISI MOMEN GAYA ATAU TORSI

Momen gaya atau torsi adalah efek putar sebuah gaya yang menyebabkan benda berputar saat benda mendapatkan gaya. Secara matematis, momen gaya atau torsi dirumuskan sebagai perkalian vektor cross antara panjang lengan (r) dan gaya (F) yaitu :

τ = r x F

τ = F. r. sin θ

Dengan :

τ = Momen gaya atau torsi (N.m)

F = Gaya (N)

r = panjang lengan atau jarak gaya ke poros (m)

Pembahasan

Diketahui :

panjang batang, L = 1 m

berat benda, w = 20 N

jarak lengan dari benda ke titik tumpu o, r₁ = 0,6 m

Tanya :

Gaya pada ujung batang lain agar batang seimbang, F = __?

Jawab :

Step 1

Cari jarak lengan dari gaya ke titik tumpu o, r₂ = __?

karena panjang batang adalah jarak benda ke titik tumpu o dijumlahkan dengan jarak gaya ke titik tumpu o maka :

r₁ + r₂ = L

0,6 + r₂ = 1

r₂ = 1 - 0,6

r₂ = 0,4 m

Step 2

Cari gaya yang harus diberikan pada ujung batang yang lain agar batang seimbang, F = __?

Gunakan rumus syarat keseimbangan benda tegar,

Σ τ = 0

w.r₁ - F.r₂ = 0

20. 0,6 - F. 0,4 = 0

12 - F. 0,4 = 0

F. 0,4 = 12

F = 12 / 0,4

F = 30 N

Kesimpulan

Jadi besar gaya yang harus diberikan pada ujung batang yang lain agar batang seimbang adalah 30 N

Pelajari lebih lanjut

1. Materi tentang Kesetimbangan Benda Tegar pada sistem 2 tali dan 1 beban

https://brainly.co.id/tugas/56624

-----------------------------

Detil Jawaban

Kelas : 11 SMA

Mapel : Fisika

Bab : Kesetimbangan dan Dinamika Rotasi

Kode : 11.6.1

Kata Kunci : Kesetimbangan batang, titik tumpu