Kesetimbangan

Ilustrasi gambar

Dimensi Faktual

Layar proyektor digulung dan digantung dengan menggunakan dua pengait. Pengait diletakkan dengan jarak yang sama dengan kedua ujungnya, dalam gambar diilustrasikan jarak tersebut adalah 0,3 m.jarak yang sama ini membuat layar proyektor dapat lurus sempurna.

Dimensi Konseptual

Kesetimbangan benda tegar adalah kondisi dimana momentum benda tegar sama dengan nol. Artinya jika awalnya benda tegar tersebut diam, maka ia akan tetap diam. Namun jika awalnya benda tegar tersebut bergerak dengan kecepatan konstan, maka ia akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Sedangkan benda tegar sendiri adalah benda yang bentuknya (geometrinya) akan selalu tetap sekalipun dikenakan gaya. Jadi sekalipun dia bergerak translasi atau rotasi bentuknya tidak akan berubah, contohnya meja, kursi, bola, dll.

Kesetimbangan adalah keadaan sistem atau benda tidak ada gaya atau tidak ada torsi yang bekerja atau resultannya bernilai nol. Benda tegar didefinisikan sebagai benda yang tidak mengalami perubahan  bila diberi gaya luar dan torsi (t).Syarat kesetimbangan untuk benda yang dianggap sebagai partikel adalah resultan gaya atau torsi  yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol (St = 0) dan benda dalam keadaan diam. Pada benda setimbang berlaku ∑Fx dan ∑y = 0, serta ∑τ = 0.

Syarat suatu benda berada dalam keadaan setimbang adalah jika jumlah momen gaya atau torsi sama dengan nol. Momen gaya atau torsi dilambangkan dengan simbol τ (baca: Tau) dengan satuan Nm (baca: Newton meter). Torsi adalah tenaga putar, yaitu kemampuan gaya F untuk memutar benda pada poros sejauh R.

Kesetimbangan artinya keadaan benda tidak ada gaya atau torsi yang bekerja atau resultannya nol. Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan karena pengaruh gaya dan torsi.

Kesetimbangan statis itu sendiri dikelompokkan menjadi 2, yaitu :

1.      Kesetimbangan stabil, terjadi apabila suatu benda diberikan gaya maka posisinya akan berubah. Namun bila gaya tersebut dihilangkan maka posisinya akan kembali ke titik semula.

2.      Kesetimbangan labil (tidak stabil), terjadi apabila suatu benda diberikan gaya maka posisinya akan berubah. Namun bila gaya tersebut dihilangkan maka posisinya tidak akan kembali ke titik semula.

Dimensi Prosedural

Layar proyektor merupakan salah satu contoh benda tegar yang juga memiliki titik kesetimbangan. Pada layar proyektor yang digulung memiliki titik kesetimbangan tepat ditengah, dalam ilustrasi gambar, titik ini ditandai dengan titik C. Pengait diletakkan disamping kanan dan kiri titik kesetimbang dengan titik kesetimbangan dengan masing-masing jarak titik pengait sama. Sehingga kesetimbangan pada layar proyektor ini dapat terjadi. Kesetimbangan artinya keadaan benda tidak ada gaya atau torsi yang bekerja atau resultannya nol. Kesetimbangan ini membuat layar proyektor stabil (tidak bergerak) sehingga ketika layar ini digunakan, layar dapat bekerja secara maksimal.

Dimensi Metakognitif

1.      Mobil balap

Suatu benda akan lebih stabil bila titik beratnya lebih rendah dari titik alas atau tumpuannya lebih lebar. Hal ini yang mengakibatkan badan mobil balap dibuat rendah serta lebar. Dengan bentuk seperti ini diharapkan sebuah mobil balap lebih sulit terguling sewaktu menempuh lintasan tikungan dengan kecepatan tinggi. Selain pada mobil balap bentuk ini diterapkan pula pada mobil-mobil dengan akselerasi tinggi seperti sedan karena walaupun bobotnya kecil dengan kecepatan tinggi akan memiliki energi kinetik yang besar. 

2. Jembatan

Sebelum membuat jembatan gantung para insinyur melakukan perhitungan dengan sangat teliti. Mereka meneliti berapa gaya yang harus di miliki menara penyangga jembatan gantung agar cukup kuat mengimbangi berat jembatan maupun beban lalu lintas di atasnya sehingga gaya total sama dengan nol. Dalam keadaan demikian, jembatan gantung tetap dalam keseimbangan.