Karya Tulis Ilmiah

Yang dimaksud dengan kesetimbangan adalah keadaan system atau benda yang pengaruh dan gaya torsi nol. Sedangkan benda tegar sendiri berarti ukuran dan bentuk benda tidak berubah karena pengaruh gaya dan torsi. Pada benda setimbang berlaku ∑F_x dan ∑_y = 0, serta ∑τ = 0.

Gambar 1: Penjual Cobek

Sebagai contoh penerapan konsep kesetimbangan benda tegar, kami menggunakan seorang penjual cobek (lihat gambar 1). Pada gambar di atas, anggap saja panjang batang kayu 1 m, berat total cobek pada masing-masing sisi (kanan & kiri) adalah 20 kg dan 10 kg. Berikut ulasannya :

Gambar 2 : Ilustrasi gaya-gaya yang bekerja pada gambar 1

Keterangan :

l : panjang batang kayu (m)

W1 & W2 : beban cobek (N)

Wo : berat batang kayu (N)

N : gaya normal pada batang kayu (N)

Diketahui :

l : 1 m

m₁ : 10 kg

m₂ : 20 kg

R₁ : x m

R₂ : 1-x m

Ditanya :

Dimanakah anak itu harus meletakkan batang kayu terhadap titik A agar kedua sisi seimbang?

Jawab :

∑ Fx = 0

∑ Fy = 0

N = W1 + W2

m_orang . g = m₁. g + m₂ . g

m_orang . 10 = 10 . 10 + 20 . 10

m_orang = 100+20010

= 30010

= 30 kg

∑τ= 0, anggap titik di mana gaya A bekerja sebagai poros diam

τ_W1 = τ_W2

W₁ . r = W₂ . r

m₁.g.r₁ = m₂.g.r₂

10.10.r₁ = 20.10(1-r₁)

100.r₁ = 200 – 200.r₁

300.r₁ = 200

r₁ = 200300

= 23

= 0.67 m