Perhatikan gambar di bawah! Hubungkan gaya-gaya yang bekerja dengan konsep kesetimbangan!

<p>Jawaban yang benar adalah N_R = (w_batang - F)/2 dan N_S = (3F + w_batang)/2.</p><p>&nbsp;</p><p>Pembahasan:</p><p>Konsep yang kita gunakan adalah kesetimbangan benda tegar. Pada setiap benda tegar yang setimbang berlaku syarat sebagai berikut:</p><p>&nbsp;</p><p>1. ΣFx = 0 dan ΣFy = 0.</p><p>2. Στ = 0.</p><p>&nbsp;</p><p>Secara matematis torsi dirumuskan oleh:</p><p>Στ = Σ(F x L),</p><p>&nbsp;</p><p>dengan:</p><p>Στ = resultan momen gaya (Nm).</p><p>ΣF = resultan gaya (N).</p><p>L = panjang lengan momen (m).</p><p>&nbsp;</p><p>Perjanjian tanda pada momen gaya:</p><p>(i). Positif (+) jika searah putaran jarum jam.</p><p>(ii). Negatif (-) jika berlawanan arah putaran jarum jam.</p><p>&nbsp;</p><p>Dari gambar diagram gaya pada foto di bawah, misalkan w_batang adalah berat batang di titik pusat massanya. Untuk menghubungkan gaya-gaya yang bekerja dengan konsep kesetimbangan, maka dibuat 2 titik pusat rotasi yang terletak pada titik R dan S.</p><p>Maka pada kedua titik tersebut berlaku hubungan berikut:</p><p>1. Titik R</p><p>N_S berlawanan putaran jarum jam, F dan w_batang searah putaran jarum jam.</p><p>&nbsp;</p><p>Στ_R = 0</p><p>(w_batang . L₁) + (F . L₂) - (N_S . L₃) = 0</p><p>(w_batang . 1) + (F . 3) - (N_S . 2) = 0</p><p>w_batang + 3F = 2N_S</p><p>N_S = (3F + w_batang)/2.</p><p>Dimana N_s adalah gaya normal yang bekerja pada titik S.</p><p>&nbsp;</p><p>2. Titik S</p><p>N_R dan F searah putaran jarum jam, sedangkan w_batang berlawanan putaran jarum jam</p><p>&nbsp;</p><p>Στ_S = 0</p><p>(N_R . L₁) + (F . L₂) - (w_batang . L₃) = 0</p><p>(N_R . 2) + (F . 1) - (w_batang . 1) = 0</p><p>2N_R = w_batang- F</p><p>N_R = (w_batang - F)/2.</p><p>Dimana N_R adalah gaya normal yang bekerja pada titik R.</p><p>&nbsp;</p><p>Jadi, hubungan gaya-gaya yang bekerja dengan konsep kesetimbangan adalah N_R = (w_batang - F)/2 dan N_S = (3F + w_batang)/2.</p>