Kesetimbangan benda tegar yaitu kondisi dimana momentum benda tegar sama dgn nol. Artinya jikalau mulanya benda tegar tersebut membisu, maka ia akan tetap diam. Namun bila awalnya benda tegar tersebut bergerak dgn kecepatan konstan, maka ia akan tetap bergerak dgn kecepatan konstan.
Sedangkan benda tegar sendiri yaitu benda yg bentuknya (geometrinya) akan selalu tetap sekalipun dikenakan gaya. Makara sekalipun ia bergerak translasi atau rotasi bentuknya tak akan berganti, misalnya meja, dingklik, bola, dll.
Perlu diamati bahwa momentum terbagi menjadi dua, yakni momentum linear & saat-saat angular. Pertama-tama kita meninjau saat-saat linear p = 0. Momentum linear & impuls dihubungkan oleh persamaan
mampu pula ditulis menjadi alasannya p konstan maka balasannya sama dgn 0. Sehingga
Kemudian dgn cara yg sama kita meninjau momentum angular L. Momentum angular & impuls angular dihubungkan oleh persamaan
atau mampu pula ditulis menjadi . Karena L konstan maka risikonya sama dgn nol. Sehingga .
Akhirnya mampu disimpulkan bahwa sebuah benda/tata cara dibilang setimbang jika ia menyanggupi dua syarat berikut:
Jenis-jenis Kesetimbangan Benda Tegar
Secara lazim kesetimbangan benda tegar mampu dikelompokkan menjadi dua, yakni kesetimbangan dinamis (benda yg bergerak baik dengan-cara translasi/linear ataupun dengan-cara angular & kesetimbangan statis (benda yg betul-betul membisu).
Kesetimbangan statis itu sendiri dikelompokkan menjadi 2, yaitu :
- Kesetimbangan stabil, terjadi apabila suatu benda diberikan gaya maka posisinya akan berganti. Namun bila gaya tersebut dihilangkan maka posisinya akan kembali ke titik semula.
- Kesetimbangan labil (tidak stabil), terjadi apabila sebuah benda diberikan gaya maka posisinya akan berubah. Namun bila gaya tersebut dihilangkan maka posisinya tak akan kembali ke titik semula.
Contoh kesetimbangan stabil: kelereng di dasar mangkok ½ bulat. Tatkala kelerang diberi gangguan (gaya) sehingga posisinya menjadi naik, tetapi tatkala gaya tersebut dihilangkan maka posisi kelereng akan kembali ke dasar mangkok.
Sedangkan contoh kesetimbangan labil: kelereng yg membisu di puncak mangkok ½ lingkaran yg terbalik. Tatkala kelereng diberi gangguan sedikit, maka ia akan jatuh ke bawah, & tak akan kembali ke posisi semula.
Contoh kesetimbangan netral: kelereng yg ada di atas lantai. Tatkala kelereng diberi gangguan, maka posisinya akan bergeser. Namun titik beratnya tak akan berpindah dengan-cara vertikal.
Contoh Soal Kesetimbangan Benda Tegar
Sebuah tangga homogen dgn panjang L membisu bersandar pada tembok yg licin di atas lantai yg berangasan dgn koefisien goresan statis antara lantai & tangga yakni µ. Jika tangga membentuk sudut Ө sempurna dikala akan tergelincir, besar sudut Ө yaitu . . .
a.
b.
c.
d.
e.
(Soal Kesetimbangan Benda Tegar, Fisika SNMPTN 2009)
Pembahasan:
Kalimat “sempurna ketika akan tergelincir” berarti bahwa tangga masih dlm kondisi setimbang. Sehingga:
…. (1)
akan lebih gampang bila mengambil contoh rotasi ialah titik D (titik kontak antara ujung tangga & dinding).
Jawaban yg sempurna ialah (c)
Kontributor: Alexander Sitompul
Alumni Fisika UI
Materi Sosiologiku.com yang lain: