Fisika Dasar - Kesetimbangan Benda Tegar

Click here to load reader

  • date post

    03-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    381
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of Fisika Dasar - Kesetimbangan Benda Tegar

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

KESETIMBANGAN112Untuk menjaga sebuah benda dalam keadaan setimbang, hukum Newton pertama digunakan untuk menganalisa fenomena ini yaitu gaya resultan yang bekerja pada sebuah benda harus sama dengan nol

F = 0

Jika gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda diurai sesuai sumbu x, y, z dengan komponen i, j, k maka notasi diatas menjadi:

Fx i + Fy j + Fz k = 03Dalam notasi skalar, persamaan matematikanya menjadi sebagai berikut:Fx = 0Fy = 0Fz = 0

Dengan menggunakan persamaan diatas (persamaan penjumlahan aljabar), akan menjadi mudah untuk mengetahui besaran-besaran yang tidak diketahui pada sebuah sistem kesetimbangan

4xyzF1F2F35Prosedur Analisis:

Free-Body Diagram: Tentukan sumbu-sumbu x, y, dan z yang sesuai Berikan indeks yang diketahui dan yang tidak diketahui Tentukan arah dari gaya-gaya yang bekerja

Persamaan kesetimbangan: Gunakan persamaan Fx = 0, Fy = 0, Fz = 0 Jika diketahui dalam bentuk vektor kartesius (cartesian vector) dengan cara yang sama gunakan persamaan

Fx i + Fy j + Fz k = 0

Jika hasil skalarnya menghasilkan tanda negatif, ini menyatakan bahwa asumsi awal pada Free-Body Diagram yang kita buat memiliki arah yang berlawanan

6Contoh Soal:

Dari gambar sistem di samping, berapakah gaya yang pada masing-masing tali.

FC terletak pada bidang X-Z

FD terletak pada bidang X-Y7Jawab:Fx = 0FD sin 300 (4/5)FC = 0

Fy = 0- FD cos 300 + FB = 0 Fz = 0(3/5)FC 90 lb = 0 FC = 150 lb

FD = 240 lb FB = 208 lb 8Soal 1:

Berapakah berat maksimum dari mesin agar rantai tidak mendapat gaya tarik sebesar 2250 N pada rantai AB dan 2400 N pada rantai AC

9Soal 2:

Dari gambar sistem di samping, berapakah besarnya gaya F1, F2, dan F3 agar sistem ini pada kondisi setimbang

10Soal 3:

Dari gambar sistem di samping, berapakah besarnya gaya F1 jika F2 = 6 kN agar sistem ini pada kondisi setimbang

11Soal 4:

Dari gambar sistem di samping, tali AB dan AC digunakan untuk mengangkat blok dengan berat 500 lb. Masing-masing tali dapat menahan gaya tarik 2500 lb. Jika tali AB selalu pada posisi horisontal, berapakah sudut minimal agar blok bisa diangkat.

12Soal 5:

Dari gambar sistem di samping, massa bola D adalah 20 kg. Jika gaya horisontal F = 100 N pada titik A, berapakah ukuran maksimum d agar gaya yang bekerja pada tali AC sama dengan nol

13Soal 6:

Untuk kotak dengan berat 2500 N yang akan diangkat dengan hoist crane pada kecepatan beraturan, tentukan besarnya gaya tarik pada masing-masing kabel agar kondisi sistem tersebut setimbang14Soal 7:

Sebuah bongkaran traktor akan diangkat menggunakan sistem seperti yang tergambar di samping.Jika massa bongkaran traktor tersebut adalah 8 Mg, tentukan gaya yang bekerja pada masing-masing kabel.

15Soal 8:

Jika total berat papan termasuk motor adalah 3500 lb, berapakah gaya pada masing-masing kabel untuk d=2.5 ft

16Soal 9:

Tentukan besarnya gaya pada masing-masing batang penyangga untuk sistem disamping jika massa blok adalah 500 kg.

17Soal 10:

Sebuah bola besi dengan berat 80 lb digantungkan seperti pada sistem disamping. Pegas pada kondisi normal memiliki panjang 1.5 ft dan konstanta pegas 50 lb/ft. Tentukan jarak vertikal h dari cincin penggantung ke titik A agar sistem setimbang.