Fisika Dasar I (FI-321)

Transkripsi

1 Fska Dasar I (FI-321) Topk har n Kesetmbangan Statk Syarat Kesetmbangan Pusat Gravtas Kesetmbangan Stabl, Labl dan Netral

2

3 Kesetmbangan Benda Tegar Kesetmbangan Mekank Benda dkatakan berada dalam kesetmbangan mekank apabla relatf terhadap suatu kerangka acuan nersal (pengamat): 1. a pm = 0 2. α = 0 Benda tdak harus dam terhadap pengamat, yang pentng benda tdak mempunya percepatan Jka benda benar-benar dam terhadap pengamat (v pm = 0 dan ω = 0), dnamakan kesetmbangan statk

4 Tors dan Kesetmbangan Syarat Kesetmbangan 1 Gaya eksternal neto = 0 ur Σ F = 0 Σ F = 0 and Σ F = 0 In adalah syarat perlu, tetap tdak cukup, syarat untuk memastka bahwa benda dalam kesetmbangan mekank sempurna Merupakan pernyataan kesetmbangan translas Syarat Kesetmbangan 2 x Tors eksternal neto = 0 Στ = 0 Merupakan pernyataa kesetmbangan rotas y

5 Syarat Kesetmbangan Syarat 1: F r eks = 0 Syarat 2 : r τ = 0 dalam komponen : dalam komponen : F F F x y z = F = F = F 1x 1y 1z + F + F + F 2x 2y 2z +... = = = 0 τ τ τ x y z = τ = τ = τ 1x 1y 1z + τ + τ + τ 2x 2y 2z +... = = = 0

6 Sumbu Rotas Sejauh n kta telah memlh sumbu rotas dengan past Jka benda dalam kesetmbangan, tdak menjad masalah anda memlh sumbu rotas dmanapun untuk menghtung tors neto Sumbu rotas dplh bebas

7 Pusat Gravtas Gaya gravtas yang bekerja pada benda harus dtnjau juga Dalam mencar tors yang dhaslkan oleh gaya gravtas, semua berat benda dapat dtnjau terkonsentras d satu ttk

8 Menghtung Pusat Gravtas 1. Benda dbag menjad sejumlah banyak partkel berat (mg) 2. Setap partkel memlk koordnat masng-masng (x,y) 3. Tors yang dhaslkan oleh tap partkel terhadap sumbu rotas adalah sama dengan berat dkalkan dengan lengan gaya 4. Kta akan menempatkan gaya tunggal pada suatu ttk, dmana besarnya sama dengan berat benda, dan efek rotasnya sama untuk semua partkel-pertkel pertkel kecl Ttk n dnamakan pusat gravtas dar benda

9 Koordnat Pusat Gravtas Koordnat pusat gravtas dapat dtentukan melalu hasl penjumlahan dar tors yang bekerja pada masng-masng partkel yang dbuat sama dengan tors yang dhaslkan oleh berat benda x cg = Σ m x Σm and = Σ m y Pusat gravtas dar benda yang homogen dan smetrk terletak pada sumbu smetrnya Basanya, pusat gravtas dar sebuah benda adalah pusat geometr dar benda y cg Σm

10 Example: Fnd center of gravty of the followng system: Gven: masses: m 1 = 5.00 kg m 2 = 2.00 kg m 3 = 4.00 kg lever arms: d 1 =0.500 m d 2 =1.00 m Fnd: Center of gravty x cg = m x m m1x1 + m2x2 + m3x = m + m + m kg( m) kg(0 m) kg(1.00 m) = 11.0 kg = m 3 3

11 Penentuan Pusat Gravtas Secara Ekspermen Kunc nggrs dgantung secara bebas dengan dua poros yang berbeda Hasl perslangan gars mengndkaskan pusat gravtasy

12 Kesetmbangan, once agan Tors neto = 0 tdak berart tdak ada gerak rotas Sebuah benda yang berotas dengan kecepatan sudut unform dapat berada dalam pengaruh tors neto = 0 Analog dengan keadaan gerak translas dmana gaya neto = 0 tdak berart benda tdak bergerak

13 Contoh Dagram Bebas Benda

14 Example Suppose that you placed a 10 m ladder (whch weghts 100 N) aganst the wall at the angle of 30. What are the forces actng on t and when would t be n equlbrum?

15 Example: Gven: weghts: w 1 = 100 N length: l=10 m angle: α=30 Στ = 0 Fnd: f =? n=? P=? Torques: α 1. Draw all applcable forces 2. Choose axs of rotaton at bottom corner (ττ of f and n are 0!) L o τ = mg cos30 PLsn = 100 N P P = 86.6 N o = 0 F F x mg y Forces: = f P = 0 f = 86.6 N = n mg = 0 n = 100 N f 86.6 N Note: f = µ s n, so µ s = = = n 100 N

16 Kesetmbangan Stabl, Labl dan Netral Kesetmbangan Stabl: Jka benda dberkan gangguan kecl, benda kembal ke poss kesetmbangannya Kesetmbangan Labl/tak stabl: Jka benda dberkan gangguan kecl, benda menjauh dar poss kesetmbangannya Kesetmbangan Netral: Jka benda dberkan gangguan kecl, benda tdak mendapat gaya atau tors untuk mendekat atau menjauh dar poss kesetmbangannya

17 PR Buku Tpler I Hal No. 23, 24, 25, 29, 31, 32, 35, 50