▷ Apa yang dimaksud dengan kesetimbangan translasi? (contoh)

Artikel ini menjelaskan apa itu keseimbangan translasi. Anda akan menemukan hubungan antara kesetimbangan translasi dan kondisi kesetimbangan pertama (atau prinsip inersia). Anda juga akan dapat melihat beberapa contoh saldo translasi dan, akhirnya, Anda akan mendapatkan latihan yang terselesaikan tentang topik yang akan dipraktikkan.

Apa yang dimaksud dengan kesetimbangan translasi?

Kesetimbangan translasi adalah keadaan fisik di mana benda dalam keadaan diam atau dalam kecepatan tetap. Kesetimbangan translasi terjadi ketika jumlah gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.

$\displaystyle \sum\vv{F} =0$

Oleh karena itu, ketika suatu benda tegar berada dalam kesetimbangan translasi, ini berarti percepatannya nol. Demikian pula, jika suatu sistem gaya-gaya berada dalam kesetimbangan translasi, maka resultan gaya pada sistem tersebut adalah nol.

Ingatlah bahwa dalam fisika, translasi adalah gerak yang mengubah posisi suatu benda. Inilah sebabnya mengapa kesetimbangan translasi berarti translasi terjadi secara seimbang (dengan kecepatan konstan) atau tidak ada translasi.

Ada dua jenis kesetimbangan translasi:

Kesetimbangan translasi statis : benda yang jumlah gayanya nol dan juga dalam keadaan diam.
Kesetimbangan translasi dinamis : Sebuah benda yang jumlah vektor gaya-gayanya nol dan bergerak dengan kelajuan tetap.

Kondisi keseimbangan pertama

Ketika suatu benda berada dalam kesetimbangan translasi, kondisi kesetimbangan pertama dikatakan terpenuhi.

Oleh karena itu, kondisi kesetimbangan pertama terpenuhi ketika jumlah gaya-gaya suatu sistem adalah nol. Perlu diingat bahwa modul gaya tidak boleh dijumlahkan, tetapi harus dijumlahkan sebagai vektor, yaitu jumlah gaya harus nol untuk setiap sumbu.

Jadi, jika kita bekerja dengan gaya koplanar (dua dimensi), agar suatu benda berada dalam keseimbangan translasi, gaya horizontal (sumbu X) dan gaya vertikal (sumbu Y) harus dijumlahkan secara terpisah, dan kedua jumlah tersebut harus menghasilkan 0 .

$\displaystyle \sum \vv{F_x}=0 \qquad \sum\vv{F_y}=0$

Keseimbangan translasi dan rotasi

Benda tegar berada dalam kesetimbangan translasi dan rotasi jika jumlah gaya dan jumlah momen sama dengan nol. Atau dengan kata lain, suatu benda berada dalam keadaan setimbang translasi dan rotasi bila resultan gaya dan momen resultan sama dengan nol.

$\sum \vv{F}=0 \qquad \sum\vv{M}=0$

Dalam situasi ini, kecepatan linier benda akan menjadi nol atau konstan, demikian pula kecepatan sudutnya akan menjadi nol atau konstan. Oleh karena itu, ia tidak memiliki percepatan linier maupun percepatan sudut.

Selain itu, ketika suatu benda berada dalam keseimbangan gaya dan keseimbangan momen , benda tersebut dikatakan berada dalam keseimbangan .

Contoh kesetimbangan translasi

Mempertimbangkan definisi keseimbangan translasi, kita akan menganalisis tiga contoh berbeda untuk menyelesaikan pemahaman arti istilah ini.

Misalnya, benda berikut yang digantung pada tali berada dalam kesetimbangan translasi karena semua gaya seimbang. Gaya beban dikompensasi oleh gaya T ₂ dan komponen vertikal gaya T ₁ dan T ₃ . Dan sebaliknya, komponen gaya horizontal T ₁ dan T ₃ saling mengimbangi.

Faktanya, setiap benda yang diam di tanah berada dalam keseimbangan gaya, karena satu-satunya gaya yang diterapkan padanya hanyalah berat dan gaya normal, dan kedua gaya tersebut saling berlawanan.

keseimbangan kekuatan dalam penerjemahan

Contoh lain dari kesetimbangan translasi adalah sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan konstan di sepanjang jalan. Benda apa pun yang bergerak dengan kecepatan konstan menunjukkan bahwa percepatannya adalah nol dan, oleh karena itu, jumlah gaya juga nol.

Latihan keseimbangan translasi terpecahkan

Seperti terlihat pada gambar berikut, dua buah benda dihubungkan dengan tali dan katrol yang massanya dapat diabaikan. Jika benda 2 bermassa 7 kg dan kemiringan lerengnya 50º, hitunglah massa benda 1 sehingga seluruh sistem berada dalam kondisi setimbang. Dalam hal ini, gaya gesek dapat diabaikan.

lihat solusinya

Benda 1 berada pada bidang miring, jadi hal pertama yang harus dilakukan adalah menguraikan gaya beratnya secara vektor agar memiliki gaya pada sumbu lereng:

$P_{1x}=P_1\cdot \text{sin}(\alpha)$

$P_{1y}=P_1\cdot \text{cos}(\alpha)$

Jadi, himpunan gaya yang bekerja pada keseluruhan sistem adalah:

Latihan keseimbangan translasi terpecahkan

Rumusan masalah menyatakan bahwa sistem gaya-gaya berada dalam keadaan setimbang, sehingga kedua benda harus berada dalam keadaan setimbang. Dari informasi ini kita dapat mengajukan persamaan kesetimbangan kedua benda:

$1\ \rightarrow \ \begin{cases}P_{1x}=T\\[2ex]P_{1y}=N\end{cases} \qquad\qquad 2 \ \rightarrow \ T=P_2[/latex ] Ainsi, la composante du poids de l'objet 1 incliné dans le sens de la pente doit être égale au poids de l'objet 2 : [latex]P_{1x}=P_2$