Download - 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
1/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
BAB V
KESETIMBANGAN GAYA
5.1 Maksud dan Tujuan5.1.1 Maksud
Maksud dari praktikum ini adalah :
Memahami dan mengetahui kesetimbangan yang bekerja pada bidang vertikal.
5.1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah :
1. Mencari besaran nilai tegangan T1 dan T2 pada dua buah senar yang
berlawanan arah gayanya dengan beban dan sudut yang telah diketahui.
2. Mencari besaran nilai tegangan pada senar dengan beban, sudut, dan tegangan
(T) yang telah diketahui.
5.2 Dasar Teori5.2.1 Kesetiman!an Ga"a
uatu benda bekerja hanya satu gaya, maka benda akan dipercepat searah dengan
arah gaya yang bekerja. !ikau dua buah gaya bekerja pada sebuah benda tanpa
mengalami percepatan maka dikatakan bahwa gaya berada dalam kesetimbangan.
"ua gaya yang berada dalam kesetimbangan harus memenuhi tiga persyaratan,
yaitu :
1. #arus mempunyai ukuran yang sama.
2. $ekerja dalam arah yang berlawanan.
%. &aris aksi kedua gaya tersebut harus melewati satu titik.
"ua buah gaya tersebut dikatakan !on!urrent"
'
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
2/17
y
y
*+
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
&aris aksi dua gaya melewati satu titik
Gamar 5.1 "ua gaya berada dalam kesetimbangan
Tiga buah gaya bekerja pada benda dikatakan dalam kesetimbangan (e#uilibrium)
jika memenuhi sejumlah k-ndisi, yaitu :
1" &aya harus berada pada bidang yang sama (!oplanar)"
2" &aris aksi gaya melalui satu titik (!on!urrent).
$" !ika arah gaya dinyatakan dengan arah panah dan besar gaya dinyatakan
denga panjang garis, maka gaya gaya tersebut harus membentuk segitiga
gaya (triangle o% %or!es).
Gamar 5.2 Tiga gaya
dalam kesetimbangan
&eto'e Segitiga GaaMenggunakan hukum sinus untuk menyelesaikan gaya gaya yang tidak
diketahui:
sin
( =
sin
=
sin
)
........................................ ('.1)
umber : (* +aan Artana "'kk, Buku A-ar &ekanika Ba.an, 200/)
/0
*
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
3/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
5.2.2 Kesetiman!an Sistem Ga"a Konkuren
!ika sebuah sistem gaya melalui satu titik berada dalam bidang yang sama
(!oplanar !on!urrent %or!e sstem), maka jumlah aljabar k-mp-nen vertikal dan
h-ri-ntal gaya masing masing harus sama dengan n-l. ni dinyatakan dengan
persamaan :
3*4 0 dan 3y4 0
ebaliknya, jika dinyatakan 3y4 0 dan 3*4 0 dalam sistem gaya k-nkuren,
maka dapat kita katakan bahwa sistem dalam kesetimbangan dan resultan gaya
adalah sama dengan n-l.
5.# A$at5lat yang digunakan dalam praktikum ini adalah :
a. 6atr-l 1 buah
b. 6atr-l ganda 1 buah
c. 7apan &aya 1 buah
d. enar 2 buah
e. $uku catatan 1 buah
8. $usur derajat 1 buah
g. 7engait beban (9) % buah
h. $eban bervariasi (1, 2, 9, 10, 20)
i. eraca 7egas
j. Allen Ke
Gamar 5.# 7apan &aya, 6atr-l, $eban &antung
/1
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
4/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
Gamar 5.% $usur "erajat
Gamar 5.5eraca pegas
Gamar 5.& 5llen 6ey
/2
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
5/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
5.% 'rosedur 'er(oaan
5.%.1 'er(oaan I
a. 7erc-baan kesetim bangan gaya menggunakan dua katr-l, yaitu katr-l tunggal
dan ktr-l ganda
b. 7-sisikan katr-l sesuai dengan gambar. &unakan 5llen key untuk
mengend-rkan katr-l sehingga bias diatur sesuai dengan p-sisi yang
ditentukan
Gamar 5.) 6esetimbangan
c. &antungkan tali pada katr-l, kemudian gantungkan beban masing;masing
sesuai pada gambar
d.
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
6/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
Gamar 5.* 7engukuran udut
8. >ari stegangan T1, T2, T%, T?
5.%.2 'er(oaan II
a. 7-sisi tali dan beban seperti pada gambar
Gamar 5.+ 6esetimbangan
b. 5tur p-sisi beban agar tali vertical tegak lurus tali h-ri-ntal
c. &unakan neraca pegas untuk menghitung tegangan tali h-ri-ntal
/?
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
7/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
Gamar 5.1, 7engukuran &aya Menggunakan eraca 7egas
/9
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
8/17
Mulai
@angkai alat
Memasang senar pada katr-l
&antungkan pengait beban pada senar
Tambahkan beban yang telah ditentukan pada tiap tiap pengait beban
Mulai
@angkai alat
Memasang senar pada katr-l
Memasang neraca pegas pada senar
&antungkan pengait beban beserta beban yang telah ditentukan
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
5.5 A$ur Kerja
5.5.1 'ada 'er(oaan 1
Gamar 5.11 5lur 6erja 7erc-baan 1 6esetimbngan &aya
5.5.2 'er(oaan 2
/'
ejajarkan beban kanan dan kiri dengan menggeser beban di tengah
7ertahankan p-sisi beban agar tetap setimbang
5mati dan hitung sudut + dan sudut
=kur panjang h-ri-ntal
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
9/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
Gamar 5.12 5lur 6erja 7erc-baan 2 6esetimbngan &aya
//
elesai
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
10/17
10
2B
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
5.& DATA -ASI 'E/0BAANTae$ &.1#asil data perc-baan 1 dan 2 kesetimbangan gaya
'er(oaan 3 Bean
41N6 42 N6 4# N6
1 ?90 9/0 2C %0 22
2 %90 ; 29 ; ;
Per!obaan 1
Per!obaan 2
/C
T2D
E14 2C
E24 %0
E%422
T%D1%9B
E4 29
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
11/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
5.). ANAISIS DATA5.).1 'er(oaan 1
"iketahui :$eban 1 (E1) : 2C
$eban 2 (E2) : %0
$eban % (E%) : 22
udut + : ?90
udut : 9/0
/
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
12/17
T1
T2
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
Gamar 5.1#
Kesetiman!an !a"a
Konkuren
Mencari nilai tegangan T1dan T2 dengan menggunakan rumussegitiga gaa
sin
( =
sin
=
sin
)
9/sin
1T =/Csin
%01 =?9sin
2T
Maka, diper-leh nilai :
T14
/Csin
)%0(9/sin 1= 29 ,/2
T2 4
/Csin
)%0(?9sin 1= 21,'C
Ketidak7astian 8
!ika T1 4 E1dan T24E% maka,
E2(act) 4 T1 >-s F T2 >-s
4 2C>-s ?90 F 22 >-s 9/0
4 29,%'/
Kesa$a9an rata:rata 8
6@ 4+t.
+t.+a!t x 100%
=%0
%0/C,%1 x 100%
4 9, G
C0
%0
?90
9/0
9/0
?90
/C0
T2
%0
T1
y
*
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
13/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
5.&.2 'er(oaan 2
"iketahui :
$eban (E) : 29 udut + : ?90
Tegangan (T1) : 22
Gamar 5.1% 6esetimbangan gaya
C1
?90
?90
T2c-s ?90
T2sin ?90
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
14/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
Mencari nilai T2 :
3* 4 0
T2>-s
; T14 0T2 >-s ?9- ;22 4 0
T2 4 %1,11
3y 4 0
T2 sin ; E 4 0%1,11 sin ?90 ; E40
E4 21,C?
Kesa$a9an rata:rata 8
6@ 4+t.
+t.+a!t x 100%
422
22C,21 x 100%
4 0,02 G
C2
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
15/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
5.8 Pembahasan
5.*.1 'er(oaan 1
Mahasiswa diberikan c-nt-h gambar perc-baan pertama yang memiliki % beban,di
kiri;tengah;kanan masing;masing 29;29;22. 7erc-baan ini bertujuan untuk
mencari sudut yang benar agar tegangan yang terjadi pada tali dapat di tentukan.
7ada saat melakukan perc-baan,setelah beban yg berada di kanan;kiri papan gaya
telah di gantungkan,beban ketiga mulai di letakkan dan di atur agar p-sisi kedua
beban yang ada di kanan;kirinya seimbang. aat di p-sisikan terlihat beban ketiga
lebih dekat kepada ujung tali yang memiliki beban lebih besar, sudut yang
terbentuk pada bagian tali tersebut dengan beban yg berada di tengah adalah 1%0B
sedangkan sisi tali lainnya yg lebih landai membentuk sudut 119B terhadap beban
yang berada di tengah. #asil dari perhitungan menyatakan bahwa tegangan yang
terjadi pada tali dengan sudut 1%0B adalah 29 dan pada sudut 119B adalah
21,1%'. Terlihat dari perc-baan ini tali yang memiliki sudut lebih besar memilikitegangan yang lebih besar pula.
5.*.2 'er(oaan 2
Mahasiswa diberikan c-nt-h gambar perc-baan kedua yang memiliki 1 beban
yaitu 2C. 7erc-baan ini bertujuan untuk mencari sudut yang benar agar tegangan
yang terjadi pada tali dapat di tentukan. 7erc-baan ini juga menggunakan neracapegas sehingga hasil tegangan yang nantinya di per-leh tidak hanya dari
perhitungan saja akan tetapi juga dari perc-baan itu sendiri dengan melihat pada
angka yang tertera pada neraca pegas. ehingga hasil tegangannya dapat di
bandingkan,apakah hasil perc-baannya sesuai dengan te-ri atau tidak.
7ada saat melakukan perc-baan, mula;mula ujung tali yang satu diikatkan pada
katr-l tunggal lalu ujung lainnya diikatkan pada neraca pegas, kemudian beban
dip-sisikan pada tali, dapat dilihat dari perc-baan bahwa tali membentuk sudut
C%
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
16/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
tumpul 1%9B pada bagian atas dan sudut siku;siku antara tali yang langsung
terhubung neraca pegas dengan beban. eraca pegas menunjukkan tegangan pada
tali h-ri-ntal adalah 20 sehingga tali yang miring memiliki tegangan 2?,% ,
sedang dari perhitungan sendiri menyatakan bahwa tali yang miring memiliki
tegangan 2?,%C? . #asil dari perc-baan dan hitungan memang berbeda tapi
perbedaan itu tidak terlalu jauh, ini menunjukkan bahwa perc-baan yang
dilakukan tidak melenceng jauh dari te-ri yang ada.
5.+ Kesim7u$an dan Saran
5.+.1 Kesim7u$an
"ari data dan pembahasan di atas, dapat kita simpulkan bahwa semakin besar
sudut yang terbentuk, berpengaruh terhadap semakin besarnya tegangan talinya.
6esetimbangan pada sebuah partikel dapat dianggap sebagai suatu kesetimbangan
pada suatu titik. 7artikel dianggap sebagai suatu benda yang dapat diabaikan
massanya, atau dianggap sebagai titik materi. emua gaya yang bekerja pada
benda dianggap bekerja pada titik tersebut. yarat kesetimbangan statiknya adalah
jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan n-l. ecara
matematis dituliskan sebagai :
3H4 0 "engan 3 I4 0
Tinjau tiga buah gaya masing;masing 31, 32, dan 3% yang berkerja pada suatu
titik tangkap dapat di ukur sebagaimana:
C?
-
7/26/2019 12. BAB v (Kesetimbangan Gaya)
17/17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Jurusan Teknik Sipil 2012 BAB V
Kelompok 2 Kesetimbangan Gaa
!ika 31, 32, dan 3% setimbang, dapat dikatakan bahwa hasil bagi setiap besarnya
gaya dan sinus diseberangnya selalu bernilai sama.
5.+.2 A7$ikasi da$am Dunia Teknik Si7i$
1. 7enggunaan Mesin >rane pada pr-yek pembangunan.
2. Menentukan gaya dalam suatu batang
5.+.# Saran
1. =ntuk 7raktikan :
a) atat data hasil 7raktikum dengan teliti.
c) 7erhatikan secara teliti hasil dalam pr-ses perhitungan dan analisis data.
2. =ntuk