Page 23 - 1. Keseimbangan Benda Tegar_Neat

Dinamika Rotasi dan Keseimbangan Benda Tegar

11. Sebuah batang diberi engsel pada salah satu ujungnya (lihat gambar). w = 50 N, massa batang 6 kg,
panjang batang 2 m. Hitung gaya pada engsel!
Penyelesaian:
Benda w
∑Fy = 0
T1 – w = 0
T1 = 50 N
Fx dan Fy : gaya engsel pada sumbu x dan sumbu y
wB : berat batang = 60 N
Tinjau gaya-gaya yang bekerja pada batang!
∑Fx = 0 Fy = 0
o
Fx - T2 cos 30 = 0 Fy + T2 sin 30° - T1 – wB = 0
o
Fx = T2 cos 30 Fy = 50 + 60 – T2.(½)
Fx = ½ √3 T2 Fy = 110 – ½ T2

A = 0
T1.(AC cos 30°) + wB.(½.AC cos 30°) – T2.(AC cos 30°) = 0
50.(2. ½ √3) + 60.(½. 2. ½ √3) = T2.(2. ½ √3)
50√3 + 30√3 = T2.√3
T2 = 80 N
∴ Fx = 40√3 N
Fy = 70 N

Fengsel = √ + arah: tg θ =
2
2

= √(40√3) + 70 = 70 = 1.01
2
2
40√3
= √4800 + 4900 = 10√97 N θ = 45,29°

12. Sebuah bidang miring AB dari 10√3 m (sudut bidang miring = 30º) mempunyai engsel di kakinya.
Puncak B dihubungkan dengan tali BC yang horisontal ke tembok vertikal yang melalui A. Antara
tembok dan bidang miring bersandar sebuah bola (jari-jari = 4 m, massa = 2 kg). Hitung:
a. tekanan bidang miring dan tembok pada bola!
b. gaya engsel (massa batang diabaikan)!
Penyelesaian:

ND dan NE : tekanan bidang miring dan tembok pada bola.
Fx dan Fy : gaya engsel pada arah sumbu x dan sumbu y.
w : berat bola = 20 N
a. Tinjau gaya pada bola :
∑Fy = 0 Fx = 0
o
ND cos 30 – w = 0 NE – ND sin 30° = 0
ND. ½ √3 = 20 NE = ½ .ND
40
ND = √3 N NE = 20 √3 N
3 3
b. Tinjau gaya-gaya pada batang:
A = 0
-ND (AD) + T(AC) = 0
- 40 √3 (4√3) + T (5√3) = 0
3
T (5√3) = 160
T = 24√3 N

Fx = NE – ND sin 30° + T
20
1
= √3 - 40 √3 . + 24√3
3 3 2
= 24√3 N

Team MGMPS Fisika Page 23
SMAN 11 Surabaya