Contoh Soal Kesetimbangan Benda Tegar – menguraikan informasi terkait contoh persoalan mata pelajaran fisika SMA kelas 10 yakni kesetimbangan pada sebuah benda. Dimana soal kesetimbangan benda tegar perlu dipelajari untuk memahami konsep gaya.
Bila dilihat dengan mata telanjang, umumnya sebuah benda mati terlihat diam tak bergerak padahal sebenarnya benda tersebut mengalami berbagai jenis gaya. Untuk memahami ilmu tersebut, maka siswa harus menguasai pelajaran fisika terutama contoh soal kesetimbangan benda tegar.
Jadi apa sebenarnya kesetimbangan benda tegar itu? Dan mengapa kesetimbangan benda tegar dikatakan terdapat di hampir seluruh benda mati? Untuk mendapatkan jawabannya, kamu harus belajar melalui materi beserta contoh soal kesetimbangan benda tegar.
Maka di kesempatan kali ini, Kursiguru hendak memberikan penjelasan mengenai contoh soal kesetimbangan benda tegar fisika SMA kelas 10 beserta rangkuman materi dan jawaban soalnya. Uraian lengkap tentang soal kesetimbangan benda tegar bisa disimak langsung pada pembahasan berikut.
Rangkuman Materi Benda Tegar
Karena proses memahami soal benda tegar harus diawali dengan membaca dasar materinya, maka di sini penulis akan memberikan uraian tentang rangkuman materi kesetimbangan benda tegar terlebih dulu.
Pengertian Kesetimbangan Benda Tegar
Pertama, kesetimbangan benda tegar memiliki pengertian sebagai kondisi dimana sebuah benda tegar mempunyai besaran nilai momentum atau resultan gaya sebesar nol (0). Hal tersebut membuat benda yang awalnya diam akan terus diam, sementara apabila benda bergerak dengan kecepatan konstan maka terus bergerak sesuai hukum Newton terkait kelembaman.
Keadaan kesetimbangan benda tegar hanya terjadi ketika syaratnya terpenuhi, sehingga bila ditulis dalam bentuk persamaan akan menjadi :
Benda tegar sendiri memiliki pengertian sebagai benda dengan bentuk geometri tetap walaupun terkena gaya.
Sebagai tambahan, apabila nantinya kamu menemukan pembahasan terkait keseimbangan benda tegar artinya sama saja dengan kesetimbangan benda tegar. Karena kesetimbangan hanyalah sinonim keseimbangan, sehingga dalam bahasan benda tegar keduanya mempunyai arti sama.
Jenis Kesetimbangan Benda Tegar
Berdasarkan kondisi awal benda, kesetimbangan benda tegar terbagi menjadi 2 (dua) jenis yakni kesetimbangan benda tegar statis serta kesetimbangan benda tegar dinamis. Dimana biasanya fokus soal kesetimbangan benda tegar adalah pada benda statis.
Dalam kesetimbangan benda tegar statis, ada setidaknya 3 (tiga) jenis kesetimbangan yaitu :
1. Kesetimbangan Benda Tegar – Stabil (Mantap)
Kesetimbangan benda tegar stabil merupakan kondisi ketika benda diam mengalami gangguan berupa gaya ataupun momentum sehingga mengalami perubahan, namun bila sumber gangguan dihentikan maka benda tegar kembali ke kondisi kesetimbangan awal.
2. Kesetimbangan Benda Tegar – Netral (Indeferen)
Kesetimbangan benda tegar netral terjadi apabila benda tegar mengalami gangguan, lalu setelah gangguan berhenti maka benda tetap dalam keadaan tersebut. Artinya benda tegar tidak kembali dalam kondisi kesetimbangan awal.
3. Kesetimbangan Benda Tegar – Labil (Goyah)
Kesetimbangan benda tegar terakhir adalah kesetimbangan labil, yakni kesetimbangan dimana saat benda dikenai gangguan lalu dihentikan maka tidak kembali ke keadaan kesetimbangan awal serta cenderung memperbesar efek dari gangguan tersebut.
Ilmu Terkait Kesetimbangan Benda Tegar
Dari penjelasan di atas sudah bisa dilihat bahwa materi maupun contoh soal kesetimbangan benda tegar mempunyai keterkaitan langsung pada beberapa cabang ilmu lainnya. Berikut adalah beberapa ilmu terkait soal kesetimbangan benda tegar.
1. Torsi Benda Tegar
Berbicara soal kesetimbangan benda tegar tentu tak dapat lepas dari torsi (momen gaya rotasi). Dimana dasar konsep torsi benda tegar memiliki contoh mudah yakni engsel pintu. Ketika engsel sebagai benda tegar dikenai torsi dengan besaran tertentu maka sistem engsel menjadi bekerja sehingga pintu terbuka.
Besarnya nilai torsi kesetimbangan benda tegar sendiri bergantung kepada jarak lengan dengan sumbu rotasi serta arah torsi. Selain memiliki nilai, torsi pastinya mempunyai arah dikarenakan besaran vektor. Seperti dasar ilmunya, torsi benda tegar bernilai (+) ketika arah putaran berkebalikan jarum jam, sementara nilainya (-) saat putaran searah jarum jam.
2. Momen Inersia Benda Tegar
Sesuai dengan hukum Newton I tentang kelembaman (hukum inersia) dimana kondisi awal benda mempengaruhi kecenderungan geraknya, maka kesetimbangan benda tegar juga dipengaruhi oleh momen inersia. Momen inersia kesetimbangan benda tegar secara otomatis berhubungan dengan torsi. Hal itu dikarenakan momen inersia benda tegar terjadi pada benda yang mengalami rotasi.
3. Titik Berat Benda Tegar
Titik berat berkaitan erat dengan kesetimbangan benda tegar karena adanya pengaruh resultan gaya terhadap kesetimbangan benda tegar. Dimana resultan gaya pada sebuah benda umumnya berada pada titik berat benda. Untuk memahami mengenai titik berat benda sebaiknya simaklah ulasan penulis tentang Contoh Soal Titik Berat.
Rumus Soal Kesetimbangan Benda Tegar
Berdasarkan bahasan di atas bisa diketahui bahwa pengerjaan contoh soal kesetimbangan benda tegar membutuhkan rumus perhitungan. Oleh karena itu, di sini penulis hendak memberi daftar rumus soal kesetimbangan benda tegar. Silakan simak gambar berikut untuk mengetahui rumus kesetimbangan benda tegar.
Contoh Soal Kesetimbangan Benda Tegar dan Jawabannya
Setelah paham dengan informasi materi serta rumus perhitungan di atas, selanjutnya kamu perlu mengetahui tentang contoh soal kesetimbangan benda tegar beserta jawaban dan cara menghitungnya. Oleh karena itu, simaklah contoh soal keseimbangan benda tegar berikut.
Contoh Soal (1)
Usopp memiliki benda dengan bentuk sesuai gambar di bawah, lalu Ia memberikan gaya sebesar 20 Newton ke benda tersebut. Apabila gaya dikenakan pada titik sejauh 25 sentimeter dari P, hitunglah momen gaya di titik P!
Jawaban :
Contoh Soal (2)
Suatu hari Franky melakukan percobaan sehingga menghasilkan gaya F sebesar (3i+5j) Newton dengan panjang lengan r = (4i+2j) meter terhadap sebuah poros (0,0) diagram kartesian. Apabila i & j merupakan vektor sumbu x & y, serta k sebagai vektor sumbu z, hitunglah besarnya momen gaya di poros tersebut!
Jawaban :
Contoh Soal (3)
Nami memiliki sebuah AC didalam kamarnya. Apabila AC milik Nami dikenai gaya seperti pada gambar di bawah, maka berapakah momen gaya di titik A?
Jawaban :
Contoh Soal (4)
Arlong mempunyai sebuah papan loncat sepanjang 4 meter seperti terlihat pada gambar. Beban pada papan Arlong yakni A & B bermassa 50 kilogram serta berjarak 50 sentimeter, sedangkan jarak B ke C adalah 3 meter. Bila Arlong melompat di C dengan gaya 103 N, hitung gaya di beban A.
Jawaban :
Contoh Soal (5)
Sanji mencoba membuat sebuah sistem kesetimbangan benda tegar sesuai gambar di bawah ini. Lakukan perhitungan tegangan tali sehingga kesetimbangan didapatkan sistem Sanji!
Jawaban :
Download Kumpulan Soal Kesetimbangan Benda Tegar PDF
Sebelum mengakhiri bahasan terkait contoh soal kesetimbangan benda tegar, penulis hendak memberikan file berisi kumpulan soal kesetimbangan benda tegar beserta jawabannya. Dimana file PDF kumpulan soal kesetimbangan benda tegar bisa didownload secara langsung melalui tombol unduh.
Akhir Kata
Jika melihat hasil bahasan contoh soal kesetimbangan benda tegar beserta jawabannya di atas terlihat jelas bahwa soal kesetimbangan benda tegar sangat dipengaruhi cabang ilmu lainnya. Oleh karena itu, sudah seharusnya kamu paham berbagai materi terkait sebelum mulai belajar soal kesetimbangan benda tegar.