Syarat Kesetimbangan Partikel

LancangKuning.com - Ekuilibrium suatu partikel, suatu partikel yang tetap diam atau dalam gerakan yang seragam sehubungan dengan kerangka acuannya dikatakan berada dalam kesetimbangan dalam kerangka itu. Berabad-abad yang lalu diakui bahwa keadaan istirahat adalah keadaan alami benda-benda, karena diamati bahwa benda-benda yang bergerak di permukaan bumi cenderung untuk beristirahat.

Pemeliharaan setiap gerakan horizontal di bumi dianggap memerlukan latihan kekuatan yang berkelanjutan, karenanya merupakan gerakan yang keras, sementara gerakan vertikal seperti benda yang jatuh dianggap alami. Dalam benda langit gerakan melingkar dianggap alami.

Baca juga : Tempat Wisata di Pekanbaru

Gerakan seragam dalam garis lurus adalah kondisi keseimbangan universal, keadaan alami, tidak diakui sampai karya Galileo (1564-1642) dan Newton (1642-1727), yang mewakili kontribusi yang sangat signifikan untuk studi tentang mekanika dan pemahaman kita tentang alam.

Newton merangkum konsepsi geraknya dalam tiga prinsip, yang sekarang disebut hukum gerak Newton, yang pertama dapat dinyatakan sebagai berikut: Tubuh yang diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan konstan dalam garis lnetsurus, selama tidak ada gaya total yang bekerja pada tubuh.

Meskipun, sebagai hasil dari banyak pengulangan, hukum pertama Newton hari ini mungkin tampak sebagai pernyataan basi lainnya, hasil dari akal sehat sederhana, itu memang konsepsi yang sangat mengejutkan. Tidak seorang pun dari kita yang pernah melihat benda yang bergerak dengan kecepatan konstan dalam garis lurus untuk waktu yang tak terbatas baik di bumi maupun di surga.

Namun demikian, perumusan Newton tentang kondisi keseimbangan telah membuktikan dirinya sangat berharga dalam pemahaman kita tentang alam dan diterima secara universal sebagai dasar untuk perumusan pembagian mekanika yang penting. Validitas eksperimental formulasi keseimbangan Newtonian dibangun kembali setiap kali struktur baru didirikan, setiap kali sebuah pesawat terbang.

Sebuah partikel berada dalam kesetimbangan jika jumlah vektor gaya eksternal yang bekerja padanya adalah nol. Karenanya sebuah partikel berada dalam kesetimbangan jika: 1. Ia diam dan tetap diam - Kesetimbangan Statis 2. Ia bergerak dengan kecepatan konstan - Kesetimbangan Dinamis

Jika hanya ada dua gaya yang bekerja pada partikel yang berada dalam kesetimbangan, maka kedua gaya harus sama (dalam besaran) dan berlawanan arah satu sama lain. Jika tiga gaya bekerja pada partikel yang berada dalam kesetimbangan, maka ketika ketiga gaya ditempatkan ujung ke ujung, mereka harus membentuk segitiga.

Baca juga : Konsep Dasar Kreativitas Berdasarkan 4p

Masalah yang melibatkan 3 atau lebih gaya dapat diselesaikan dengan berbagai cara, termasuk aturan sinus dan kosinus yang digunakan dalam lea fl 1.5 (Force sebagai vektor) dan dengan menyelesaikan gaya dalam dua arah tegak lurus yang digunakan di lea fl et 1.7 (Menyelesaikan gaya, i, j notasi). Metode kedua ini mungkin paling serbaguna dan karenanya lebih umum digunakan.

Contoh 1.

Tiga kekuatan dalam diagram berada dalam kesetimbangan. Apa nilai B dan θ?

Larutan

Menyelesaikan secara horizontal: B cosθ − 20 = 0 (1) Menyelesaikan secara vertikal: B sinθ − 15 = 0 (2)

Sering terjadi persamaan simultan seperti (1) dan (2) terjadi dalam masalah seperti itu. Ini dapat diselesaikan dengan menggunakan berbagai metode. Dalam beberapa kasus identitas trigonometrik yaitu tanθ = sinθ cosθ, perlu digunakan.

Dari (1): B =20 cosθ, Dari (2): B =15 dosaθ, ∴20 cosθ=15 dosaθ, ⇒sinθ cosθ=15 20Karenanya, tanθ=1520⇒θ = 37◦ dan B =15 dosaθ=20 cosθ= 25 N (2 detik)

Contoh yang berhasil 2.

Empat kekuatan dalam diagram berada dalam kesetimbangan. Apa nilai-nilai D dan θ?

Larutan

Menyelesaikan secara horizontal: 13cos22◦ + 4cos70◦ - D cosθ - 16cos60◦ = 0. D cosθ = 5,421 N (1)

Menyelesaikan secara vertikal: 13sin22◦ - 4sin70◦ + D sinθ - 16sin60◦ = 0. D sinθ = 12,745 N (2)

Baca juga : Tempat Wisata di Riau

Metode alternatif solusi untuk persamaan (1) dan (2) dengan yang digunakan dalam Contoh 1 Bekerja menggunakan identitas: sin2 θ + cos2 θ = 1, untuk setiap θ. Mengkuadratkan kedua sisi (1) dan (2) memberikan D2 cos2 θ = 5.4212 (3) dan D2 sin2 θ = 12.7452 (4) Menambahkan (3) dan (4): D2 (cos2θ + sin2 θ) = 5.4212 + 12.7452, D2 = 191,8, D = 13,8 N = 14 N (2 dst) Kemudian dari (1): cosθ = 5,421 D ⇒ θ = 67◦.(Fykral)