Kesetimbangan benda tegar adalah keadaan suatu benda yang memiliki nilai momentum sama dengan nol atau benda yang diam. Dengan demikian, ciri benda tegar adalah benda tersebut tidak bergeser dan tidak berputar sehingga jumlah gaya dan torsi atau momen gayanya juga nol.
Berikut adalah beberapa contoh soal mengenai keseimbangan benda tegar:
1. Diketahui sebuah batang homogen XY memiliki panjang 80 cm dengan berat 18N. Diujung batang tersebut diberi beban seberat 30 N. Untuk menahan batang, sebuah tali diikat antara ujung Y dengan titik Z. Jika diketahui jarak YZ adalah 60 cm, maka berapakah tegangan pada tali?
Penyelesaian:
2. sebuah bola besi dengan massa 6 kg diikat oleh dua buah tali dengan sudut masing-masing 30˚. Jika gravitasi = 9,8 m/s², hitunglah tegangan pada kedua tali tersebut!
Penyelesaian :
3.
Pada sistem kesetimbangan diatas diketahui berat balok A adalah 240 N dengan koefisien gerak statis antara balok A dengan meja adalah 0,5. Tentutak berat balok B!
Penyelesaian:
4. pada sebuah sistem kesetimbangan seperti berikut, tentukan besar gaya F agar sistem berada dalam keadaan setimbang.
Penyelesaian:
5. sebuah tongkat homogen ditancapkan pada permukaan vertikal untuk menyangga sebuah beban sebagaimana pada gambar berikut:
Jika diketahui massa tongkat adalah 1 kg sementara massa bebas adalah 4kg, maka berapakah tegangan tali T apabila sistem dalam keadaan setimbang?
Penyelesaian:
Wt = m ∙ g = 1kg ∙ 10 m/s² = 10 N
6. sebuah batang homogen dengan massa 16 kg dan panjang 2√3 meter di tancapkan pada dinding dengan ditopang seutas tali dengan posisi seperti pada gambar. Pada batang tersebut diletakkan sebuah bola dengan berat 60 N dan jari-jari 0,5 m. Berapa nilai tegangan tali bila diketahui sistem tersebut setimbang?
Penyelesaian:
7. sebuah benda dengan massa 10 kg diletakkan diatas sebuah papan yang memiliki massa 25 kg. Papan tersebut ditopang oleh dua buah balok A dan B. Jika jarak benda dari balok A adalah 1 meter dan panjang papan adalah 5 meter, tentukan gaya yang dialami oleh balok A!
Penyelesaian:
8. perhatikan gambar berikut:
Tentukan berat beban W jika sistem dalam keadaan setimbang!
Penyelesaian:
9. Sebuah benda dengan berat 40 N digantung dalam keadaan setimbang dengan dua buah tali yang masing-masing membentuk sudut 60˚ dan 30˚. Tentukan besarnya masing-masing tegangan pada kedua tali !
Penyelesaian:
10. Pada sebuah sistem katrol sebagaimana pada gambar, berat benda A dan E masing-masing 100 N dan 10 N. Jika tali horizontal AC dan tali AB sejajar bidang serta bidang miring dan katrol licin, hitunglah berat D agar sistem berada dalam kondisi setimbang!
Penyelesaian:
T1 = WE
T2 = WD
