Description

Apa Yang Dimaksud Gaya, Momen, dan Kesetimbangan?

Gaya

Gaya merupakan suatu nteraksi yang dapat mengakibatkan sebuah benda bermasa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah maupun geometris. Secara singkat gaya merupakan suatu tarikan atau dorongan yang mampu menggerakan benda secara bebas.

Gaya contohnya adalah gaya gravitasi. Bumi menarik kita ke arah pusat bumi. Gaya merupakan sebuah vektor karena memiliki besar dan arah. Besarnya yaitu W=mg dan arahnya ke pusat bumi.

Momen

momen gaya (torsi) adalah sebuah besaran yang menyatakan besarnya gaya yang bekerja pada sebuah benda sehingga mengakibatkan benda tersebut berotasi. 

Rumus matematika untuk momen gaya dapat ditulis sebagai berikut:

τ = r × F
Keterangan :
τ = momen gaya (Nm),
r = lengan gaya = jarak sumbu rotasi ke titik tangkap gaya (m), dan
F = gaya yang bekerja pada benda (N). 

Sebagai besaran vektor, momen gaya memiliki besar dan arah, dengan kesepakatan tanda untuk arah momen gaya adalah sebagai berikut:
1. Momen gaya diberi tanda positif jika memutar benda berlawanan arah putaran jarum jam.
2. Momen gaya diberi tanda negatif jika cenderung memutar benda  seararah putaran jarum jam.

Kesetimbangan

Kesetimbangan adalah keadaan sistem atau benda tidak ada gaya atau tidak ada torsi yang bekerja atau resultannya bernilai nol. Benda tegar didefinisikan sebagai benda yang tidak mengalami perubahan bila diberi gaya luar dan torsi (τ). Syarat kesetimbangan untuk benda yang dianggap sebagai partikel adalah resultan gaya atau torsi yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol (∑τ= 0) dan benda dalam keadaan diam. Pada benda setimbang berlaku ∑Fx dan ∑Fy = 0, serta ∑τ = 0.

Pusat massa adalah lokasi rerata dari semua massa yang ada di dalam suatu sistem. Dalam kasus benda tegar, letak pusat massa adalah tetap dalam hubungannya dengan tubuh benda. Istilah pusat massa sering disamakan dengan istilah pusat gravitasi, namun demikian mereka secara fisika merupakan konsep yang berbeda.

Titik Berat merupakan suatu titik kesetimbangan suatu benda ataupun suatu bangun baik itu Panjang, maupun Luas, dan Volume. Tiap benda terdiri atas bagian-bagian kecil yang masing-masing memiliki berat. Benda luasan apa pun baik yang beraturan maupun tidak beraturan ,memiliki titik berat dan pusat massa.

Apa Yang Dimaksud Diagram Benda Bebas

Diagram Benda Bebas (Free Body Diagram) Merupakan diagram terpisah untuk tiap benda atau system yang memperlihatkan semua gaya yang berkerja pada setiap benda atau sistem yang memperlihatkan semua gaya yang bekerja pada setiap benda.

Contoh DBB:

Studi Kasus

Analisislah penyebab terjadinya kecelakaan yang terjadi di Roundstone, Galway, Irlandia, tahun 2004. Saat itu, ada towing/crane truck yang tenggelam jatuh ke dalam air saat mencoba mengangkat mobil yang sudah tenggelam sebelumnya. Sumber:https://wonderfulengineering.com/is-this-the-most-stupid-engineering-fail-ever 

Asumsi Nilai dan Besaran

1. Percepatan Grafitasi : 10 m/s^2

2. Massa Mobil Putih : 1 ton = 1000 Kg

3. Gaya Tali, Ft = 1000 kg x 10 m/s^2 = 10.000 N

4. Kemiringan : x = 20*

Diagram Benda Bebas

Hasil Perhitungan

1. Gaya yang terjadi pada titik T : Ft = 10.000 N

2. Gaya yang terjadi pada titik A : Fax = 3282 N ; Fay = 9828 N

3. Gaya yang terjadi pada titik B : Fbx = 147 N ; Fby = 341 N

4. Gaya yang terjadi pada titik C : Fcx = 3420 N ; Fcy = 9397 N

Analisis

Setelah dilakukan perhitungan kesetimbangan, dan melihat gaya-gaya yang terjadi pada truk crane. sepertinya kecelakaan yang dialami terjadi karena kurangnya besar gaya tarik yang diberikan oleh truk crane kepada mobil putih, sehingga terjadi pernarikan kesebelah kiri yang menyebabkan truk crane terbawa kebawah..

Solusi

Solusi yang diberikan untuk menghindari kejadian diatas.

Seharusnya Mobil Truk Crane memberikan gaya tarik yang lebih besar agar kesetimbangan dapat terjadi. Solusi lain yaitu, dapat memberikan beban yang lebih besar untuk menambah gaya yang terjadi pada ban sebelah kiri atau titik B, sehingga truk tidak akan tertarik ke bawah.