CONTOH BENDA TEGAR DALAM KESETIMBANGAN STATIS



12.3 Contoh Benda Tegar dalam Kesetimbangan Statis

Foto dari sebuah pemegang botol anggur dalam Gambar 12.6 menunjukkan salah satu contoh dari sebuah sistem mekanik seimbang yang tampaknya melawan gravitasi. Untuk sistem (pemegang anggur ditambah botol) berada dalam keseimbangan, gaya eksternal total harus nol (lihat Persamaan. 12.1) dan torsi eksternal total harus nol (lihat Persamaan. 12.2). Kondisi kedua dapat dipenuhi hanya ketika pusat gravitasi dari sistem ini langsung pada titik support.



Strategi Pemecahan Masalah

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
Ketika menganalisis objek yang kaku dalam kesetimbangan di bawah pengaruh dari beberapa gaya eksternal, gunakan prosedur berikut.
 

1. Konsep. Pikirkan tentang objek yang berada dalam keadaan ekuilibrium dan identifikasi semua gayanya. Bayangkan apa efek setiap gaya yang akan merotasi objek jika itu adalah satu-satunya gaya yang bekerja.
 

2. Kategorisasi. Konfirmasikan bahwa obyek yang dipikirkan memang objek yang kaku dalam keseimbangan. Objek harus memiliki percepatan translasi nol dan percepatan sudut nol.
 

3. Analyze. Gambar diagram dan label semua gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut. Cobalah untuk menebak arah yang benar untuk setiap gaya yang tidak ditentukan. Bila menggunakan partikel di bawah model gaya total, obyek pada gaya yang bekerja dapat direpresentasikan dalam diagram benda bebas dengan sebuah titik karena tidak peduli di mana pada objek diterapkan gaya. Bila menggunakan obyek kaku dalam model keseimbangan, namun, kita tidak dapat menggunakan sebuah titik untuk mewakili objek karena lokasi di mana gaya bekerja penting dalam perhitungan. Oleh karena itu, dalam diagram yang menunjukkan gaya pada objek, kita harus menunjukkan objek yang sebenarnya atau versi sederhana dari itu.

Menyelesaikan semua gaya ke komponen persegi panjang, pilih sistem koordinat yang nyaman. Kemudian terapkan syarat pertama untuk kesetimbangan, Persamaan 12.1. Ingatlah untuk melacak tanda-tanda dari berbagai komponen gaya.

Pilih sumbu yang nyaman untuk menghitung torsi total pada objek yang kaku. Ingat bahwa pilihan sumbu untuk persamaan torsi adalah sembarang, karena itu, pilih sumbu yang menyederhanakan perhitungan Anda sebanyak mungkin. Biasanya, sumbu paling nyaman untuk menghitung torsi adalah salah satu melalui titik di mana beberapa gaya bekerja, sehingga torsi mereka di sekitar sumbu ini adalah nol. Jika Anda tidak tahu gaya atau tidak perlu tahu gaya, sering bermanfaat untuk memilih suatu sumbu melalui titik di mana gaya ini berkerja. Terapkan kondisi kedua untuk keseimbangan, Persamaan 12.2.
Pecahkan persamaan simultan untuk yang tidak diketahui dalam bentuk besaran yang diketahui.

 
4. Finalisasi. Pastikan hasil Anda konsisten dengan diagram Anda. Jika Anda memilih arah yang mengarah ke tanda negatif dalam solusi Anda untuk gaya, jangan khawatir, itu hanya berarti bahwa arah gaya adalah kebalikan dari apa yang Anda duga. Jumlahkan gaya-gaya vertikal dan horizontal pada objek dan pastikan bahwa setiap set komponen menambah ke nol. Jumlahkan torsi pada objek dan konfirmasi bahwa jumlah sama dengan nol (Serway,2010:351-352 ).

No comments for "CONTOH BENDA TEGAR DALAM KESETIMBANGAN STATIS"