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"

'


2/17

y

y

*+




&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

*


3/17




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


4/17




Gamar 5.% $usur "erajat

Gamar 5.5eraca pegas

Gamar 5.& 5llen 6ey

/2


5/17




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.


6/17




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

/?


7/17




Gamar 5.1, 7engukuran &aya Menggunakan eraca 7egas

/9


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




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


9/17




Gamar 5.12 5lur 6erja 7erc-baan 2 6esetimbngan &aya

//

elesai


10/17

10

2B




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


11/17




5.). ANAISIS DATA5.).1 'er(oaan 1

"iketahui :$eban 1 (E1) : 2C

$eban 2 (E2) : %0

$eban % (E%) : 22

udut + : ?90

udut : 9/0

/


12/17

T1

T2




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

*


13/17




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


14/17




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


15/17




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%


16/17




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?


17/17




!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

12. bab v (kesetimbangan gaya)

Documents