Seseorang menahan beban 25 N ditangannya seperti ditunjukkan pada gambar (a). Sistem tangan dan beban adalahekivalen dengan sistem yang ditunjukkanpada gambar (b). Batang memperlihatkanlengan bawah yang mengerjakansuatugaya 64 N di G. T adalah tegangan padaotot bisep. ( sin θ = 13 5 ​ ) . Hitunglahkomponen horizontal dan vertikaldari gaya pada siku!

Pembahasan

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah 150 N dan − 271 N. Diketahui: Gambar skematik lengan tangan dan beban . w b e ban ​ = w = 25 N F ba t an g ​ = 64 N sin θ = 13 5 ​ Ditanya: T = ... ? Penyelesaian: Pada soal dikatakansistem tangan dan beban pada gambar pertama adalahekivalen dengan sistem batang pada gambar kedua. Maka dari itu, hitung terlebih dahulu tegangan pada otot bisep tangan orang tersebut. Diagram bebas gaya pada sistem batang gambar kedua ditunjukkan sebagai berikut. Maka, dari syarat kesetimbangan benda tegar pada poros titik P diperoleh hasil berikut ini. Σ τ P ​ = 0 ( F ba t an g ​ × L 1 ​ ) + ( w × L 2 ​ ) − ( T cos θ × L 3 ​ ) = 0 ( 64 × 0 , 1 ) + ( 25 × 0 , 32 ) = T × 13 12 ​ × 0 , 04 T = 0 , 48 14 , 4 × 13 ​ T = 390 N . Kemudian, uraikan gaya yang bekerja pada sistem batang sebagai ekivalensi terhadap tangan orang tersebut, sehingga diperoleh gambar berikut ini. Dari gambar di atas diperoleh komponen gaya sebagai berikut. (i). Komponen Horizontal. Σ F x ​ = 0 H − T sin θ = 0 H = 390 × 13 5 ​ H = 150 N . (ii). Komponen Vertikal. Σ F y ​ = 0 V + T cos θ − F ba t an g ​ − w = 0 V = − ( 390 × 13 12 ​ ) + 64 + 25 V = − 271 N . Dengan demikian, komponen horizontal dan vertikaldari gaya pada sikuadalah berturut-turut 150 N dan − 271 N.