Math Problem Statement

Sebuah batang AB yang bermassa 100 kg dan digantungi beban dengan massa 400 kg seperti tampak pada gambar dibawah ini. Jika AB=10 m , AC= 8 m, dan AD=6 m,Tentukan: a. Berapa besar tegangan tali (T) jika berporos pada engsel di titik A ? b. Berapa besar gaya horizontal pada engsel? c. Berapa besar gaya vertikal pada batang di engsel ?

Solution

Diberikan:

  • Massa batang mAB=100kgm_{AB} = 100 \, \text{kg}, sehingga berat batang WAB=mABg=10010=1000NW_{AB} = m_{AB} \cdot g = 100 \cdot 10 = 1000 \, \text{N}.
  • Beban mbeban=400kgm_{beban} = 400 \, \text{kg}, sehingga berat beban Wbeban=mbebang=40010=4000NW_{beban} = m_{beban} \cdot g = 400 \cdot 10 = 4000 \, \text{N}.
  • Panjang batang AB=10mAB = 10 \, \text{m}.
  • AC=8mAC = 8 \, \text{m}, jarak titik berat batang ke engsel.
  • AD=6mAD = 6 \, \text{m}, jarak beban ke engsel.

Kita akan menggunakan prinsip kesetimbangan gaya dan momen.


a. Besar Tegangan Tali (T)

Gunakan prinsip kesetimbangan momen di titik AA:

ΣMA=0\Sigma M_A = 0

Momen gaya yang bekerja:

  • Momen batang (WABW_{AB}): Mbatang=WABAC=10008=8000NmM_{batang} = W_{AB} \cdot AC = 1000 \cdot 8 = 8000 \, \text{Nm}
  • Momen beban (WbebanW_{beban}): Mbeban=WbebanAD=40006=24000NmM_{beban} = W_{beban} \cdot AD = 4000 \cdot 6 = 24000 \, \text{Nm}
  • Momen tegangan tali (TT): Mtali=TAB=T10M_{tali} = T \cdot AB = T \cdot 10

Dari kesetimbangan momen: Mbatang+Mbeban=MtaliM_{batang} + M_{beban} = M_{tali} 8000+24000=T108000 + 24000 = T \cdot 10 T=3200010=3200NT = \frac{32000}{10} = 3200 \, \text{N}


b. Besar Gaya Horizontal pada Engsel

Gunakan kesetimbangan gaya horizontal: ΣFx=0\Sigma F_x = 0 Hanya ada satu gaya horizontal, yaitu komponen horizontal tegangan tali: Fx=TF_x = T Sehingga: Fx=3200NF_x = 3200 \, \text{N}


c. Besar Gaya Vertikal pada Engsel

Gunakan kesetimbangan gaya vertikal: ΣFy=0\Sigma F_y = 0 Gaya vertikal yang bekerja:

  • Gaya ke bawah: WAB+WbebanW_{AB} + W_{beban}.
  • Gaya ke atas: FyF_{y}.

Fy=WAB+WbebanF_y = W_{AB} + W_{beban} Fy=1000+4000=5000NF_y = 1000 + 4000 = 5000 \, \text{N}


Jawaban Akhir:

a. Tegangan tali (TT): 3200N3200 \, \text{N}
b. Gaya horizontal pada engsel: 3200N3200 \, \text{N}
c. Gaya vertikal pada engsel: 5000N5000 \, \text{N}


Apakah Anda ingin penjelasan lebih rinci untuk setiap langkah?
Berikut 5 pertanyaan terkait yang dapat Anda eksplorasi:

  1. Bagaimana cara menghitung pusat massa batang?
  2. Mengapa titik AA dipilih sebagai poros?
  3. Apa pengaruh panjang tali terhadap tegangan TT?
  4. Bagaimana momen gaya memengaruhi kesetimbangan benda?
  5. Jika ADAD lebih pendek, bagaimana pengaruhnya terhadap TT?

Tip: Pastikan untuk memeriksa semua gaya dan jaraknya dari poros ketika menghitung momen.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Statics
Equilibrium of Forces
Moments of Forces
Force Components

Formulas

Moment = Force × Distance
Sum of Moments (ΣM) = 0 for equilibrium
Sum of Horizontal Forces (ΣFx) = 0
Sum of Vertical Forces (ΣFy) = 0

Theorems

Principle of Moments
Equilibrium Conditions

Suitable Grade Level

Grades 11-12 (Advanced High School Physics or Introductory Mechanics in College)