√ Contoh Soal dan Pembahasan Lengkap Kesetimbangan Benda Tegar

Pembahasan:

Tentukan momen gaya pada kedua ujung balok:

Momen gaya pada ujung yang diberi gaya: 20 N x 2 m = 40 Nm
Momen gaya pada ujung lainnya (titik tumpu): 10 kg x g x d

Dalam kesetimbangan, momen gaya harus sama:

Nm = 10 kg x 9,8 m/s²x d

Menyelesaikan untuk d:

d = 40 Nm / (10 kg x 9,8 m/s ²) = 0,41 m

Jadi, jarak titik tangkap gaya dari titik tumpu agar balok berada dalam kesetimbangan adalah 0,41 m.

Soal 2

Sebuah batang logam homogen dengan panjang 1,5 m dan massa 5 kg diletakkan di atas dua penyangga yang berjarak 1 m. Hitung gaya reaksi pada masing-masing penyangga.

Pembahasan:

Menentukan gaya gravitasi pada batang:

F_g= m x g = 5 kg x 9,8 m/s ²= 49 N

Mengambil momen gaya terhadap penyangga kiri:

N x 0,5 m = F_R1x 1 m

Menyelesaikan untuk F _R1:

F _R1= 24,5 N

Menggunakan prinsip kesetimbangan, gaya reaksi pada penyangga kanan adalah:

F _R2= F _g

F _R1= 49 N
24,5 N = 24,5 N

Jadi, gaya reaksi pada masing-masing penyangga adalah 24,5 N.

Penerapan Kesetimbangan Benda Tegar

Kesetimbangan benda tegar merupakan prinsip penting dalam kehidupan sehari-hari, teknik, dan arsitektur. Memahami prinsip ini memungkinkan kita mendesain dan membangun struktur serta mesin yang stabil dan aman.

Aplikasi dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari, kesetimbangan benda tegar dapat diamati pada:

Duduk di kursi:Berat tubuh kita ditopang oleh empat kaki kursi, yang menciptakan keseimbangan sehingga kursi tidak terbalik.
Mengendarai sepeda:Ketika mengendarai sepeda, keseimbangan dipertahankan dengan mengayuh pedal dan mengendalikan kemudi untuk menjaga sepeda tetap tegak.
Berjalan:Saat berjalan, kita menggerakkan kaki secara bergantian untuk menjaga keseimbangan dan mencegah jatuh.