KESETIMBANGAN STATIKA Tim FISIKA

Balanced Rock in Arches National Park, Utah, is a 3 000 000-kg boulder that has been in stable equilibrium for several millennia. It had a smaller companion nearby, called “Chip Off the Old Block,” that fell during the winter of 1975. Balanced Rock appeared in an early scene of the movie Indiana Jones and the Last Crusade.We will study the conditions under which an object is in equilibrium in this chapter. (John W. Jewett Jr.)

Kesetimbangan: Benda dalam kondisi diam atau titik pusat masanya bergerak pada kecepatan konstan relatif terhadap seorang pengamat dalam frame acuan inersia

Momen M dari Sebuah Gaya F Kecenderungan suatu gaya untuk memutar suatu obyek. Momen secara matematika merupakan perkalian vektor antara gaya dan lengan momen. Lengan momen adalah jarak tegak lurus dari titik rotasi menuju garis gaya. Momen memiliki besar dan arah. Momen yang berlawanan arah jarum jam bernilai positif momen yang searah jarum jam bernilai negatif

Benda Rigid dalam kesetimbangan Gaya tunggal F bekerja pada benda rigid Pengaruh yang ditimbulkan gaya tergantung pada lokasi aplikasi P Jika r merupakan vektor posisi titik P terhadap O, maka Torsi yang ditimbulkan oleh F terhadap sumbu axis melewati O adalah  = F x r Torsi  tegak lurus F dan r  ke arah pembaca

Untuk benda tegar dalam kesetimbangan statis  gaya eksternal dan momen dalam kondisi setimbang  tidak ada gerakan pergeseran maupun memutar

Free-Body Diagram Langkah pertama dalam analisis kesetimbangan statis benda tegar adalah identifikasi semua gaya yang beraksi pada benda dengan free-body diagram. Tunjukkan titik aplikasi,besaran dan arah gaya eksternal termasuk berat benda. Tunjukkan titik aplikasi dan asumsikan arah gaya yang belum diketahui. Tuliskan dimensi yang tersedia untuk menghitung momen

Reaksi pada penyangga dan sambungan

Contoh 1. Berapakah reaksi pada titik A dan B? 2 m A B Berapakah reaksi pada titik A dan B? 10 N 60 o 2 m RAX B RAy RBY Gambarkan reaksi gaya pada penyangga Tentukan persamaan kesetimbangan yang dapat digunakan Fx = 0; Fy = 0, MA = 0 Ada 3 variabel yang tidak diketahui, ada 3 persamaan  dapat diselesaikan

Penyelesaian ketiga persamaan tersebut menghasilkan: RAX = 5 N 60 o 2 m RAX B RAy RBY Fx = 0; RAX – 10 Cos 60 = 0 Fy = 0 RAY + RBY – 10 Sin 60 = 0 MA = 0 - (10 Sin 60)(2) + RBY (4) = 0 Penyelesaian ketiga persamaan tersebut menghasilkan: RAX = 5 N RBY = 4.33 N RAY = 4.33 N

Contoh 2 PENYELESAIAN: Gambarkan free-body diagram crane. Sebuah crane memiliki massa 1000 kg dan digunakan untuk mengangkat beban 2400 kg. Crane dipegang di pin A dan ayunan B. Titik pusat gravitasi terletak di G. Tentukan komponen reaksi pada A dan B

Tentukan B dengan menyelesaikan persamaan jumlah momen terhadap A. Tentukan reaksi pada A dengan menggunakan jumlah gaya vertikal dan horisontal Cek nilai yang didapatkan Ax memiliki nilai negatif  asumsi arah yang di buat salah

Contoh 3. Sebuah kereta diam pada lintasan miring. Berat kereta dan beban 5500 lb. Kereta dipegang oleh kabel. Tentukan tegangan tarik pada kabel dan reaksi pada setiap roda

Reaksi pada roda free-body diagram Reaksi pada kabel

TITIK PUSAT GRAVITASI BENDA KOMPOSIT Titik pusat massa / centroid suatu benda komposit ditentukan dengan rumus Dimana: adalah koordinat titik pusat massa benda komposit . adalah koordinat pusat massa masing-masing bagian

Titik pusat gravitasi untuk garis, luasan dan volume dapat ditentukan dengan cara yang sama Untuk luasan Untuk Volume

Contoh 4.

Contoh 5 Tentukan titik pusat massa

Thankyou