Perbedaan Antara Gaya Seimbang dan Tidak Seimbang

Daftar Isi:

Perbedaan Utama – Kekuatan Seimbang vs. Tidak Seimbang
Apa itu Balanced Forces?
Apa itu Kekuatan Tidak Seimbang
Perbedaan Antara Gaya Seimbang dan Tidak Seimbang

Perbedaan Utama – Kekuatan Seimbang vs. Tidak Seimbang

Ketika kita memikirkan gaya yang bekerja pada sebuah benda, gaya tersebut dapat berupa seimbang atau tidak seimbang. Perbedaan utama antara gaya seimbang dan tidak seimbang adalah bahwa ketika gaya seimbang, gaya total pada tubuh adalah 0, sedangkan gaya total yang bekerja pada tubuh tidak 0 jika gaya tidak seimbang.

Apa itu Balanced Forces?

Gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda seimbang jika jumlah vektornya adalah 0, yaitu tidak ada gaya total yang bekerja pada tubuh. Menurut hukum gerak Newton, maka, tubuh tidak akan berakselerasi. Ini berarti bahwa jika tubuh dalam keadaan diam akan terus diam dan jika tubuh bergerak, akan terus bergerak dengan kecepatan yang sama dalam garis lurus. Jika tubuh bergerak dengan kecepatan yang sama tetapi tidak bergerak dalam garis lurus, maka gaya pada tubuh tidak seimbang dan tubuh mengalami percepatan.

Kekuatan Seimbang – Contoh

Mari kita ambil contoh sederhana. Anjing-anjing dalam diagram di bawah ini sedang menarik sehelai kain. Misalkan kedua anjing menarik kain dengan gaya 50 N dalam arah yang berlawanan, kedua gaya akan saling meniadakan dan resultan atau gaya totalnya adalah 0. Di sini, gaya seimbang dan kain tidak akan bergerak.

Balanced Force_ Anjing bermain tarik tambang

Pikirkan sebuah cangkir yang diletakkan di atas meja. Fakta bahwa cangkir tidak bergerak tidak berarti bahwa tidak ada gaya yang bekerja pada cangkir. Selalu ada gravitasi yang bekerja pada cangkir, mencoba menariknya ke bawah (di sini kita menganggap kita berbicara tentang cangkir di Bumi!), namun gravitasi dibatalkan oleh gaya reaksi ke atas yang diberikan oleh meja di cangkir. Dengan kata lain, kekuatannya seimbang dan inilah mengapa mug tidak bergerak.

Pasukan Coplanar

Mari kita ambil contoh di mana sebuah benda ditarik oleh 3 gaya coplanar (yaitu mereka semua bekerja pada bidang yang sama). Jika tubuh terus diam, maka kita tahu bahwa gaya di atasnya seimbang. Dalam diagram di bawah ini, kita memiliki dua kekuatan

dan

bekerja tegak lurus satu sama lain dan gaya ketiga

bertindak pada sudut

ke vertikal. Jika mereka seimbang, maka kita dapat membuat hubungan antara dua kekuatan

dan

dan sudut

Pertama, mengambil kekuatan secara vertikal,

Secara horizontal, kita dapatkan

Membagi persamaan pertama dengan yang pertama, kita mendapatkan,

Jika tiga gaya koplanar seimbang dan mereka membuat sudut yang berbeda satu sama lain, cukup temukan komponen dari masing-masing gaya sepanjang dua arah yang tegak lurus. Maka jumlah vektor komponen sepanjang setiap arah harus 0.

Apa itu Kekuatan Tidak Seimbang

Ketika kita mengatakan gaya pada benda tidak seimbang, yang kita maksudkan adalah ada gaya resultan total. Seperti biasa, kita mencari gaya resultan dengan mencari jumlah vektor gaya-gaya tersebut. Untuk menunjukkan bahwa kita mengambil jumlah atau resultan gaya, kita tulis

sebagai

Menurut hukum kedua Newton, jika resultan gaya

bekerja pada benda bermassa

, maka benda akan mengalami percepatan sebesar

dalam arah gaya yang dihasilkan. Mari kita ambil lagi tarik tambang sebagai contoh: kali ini antara manusia dan anjing:

Tarik-menarik: Anjing vs. Manusia

Dalam foto tersebut, kekuatan tampak seimbang. Namun, bayangkan apa yang akan terjadi jika anjing menarik kain dengan gaya 60 N sedangkan wanita menariknya dengan gaya 60,25 N ke arah yang berlawanan. Sekarang, akan ada gaya tidak seimbang sebesar 0,25 N ke arah wanita tersebut. Jika massa kemeja adalah 3 g, maka percepatan kemeja terhadap wanita adalah: