Kesetimbangan Benda Tegar: Pengertian, Jenis, dan Syaratnya

Ilustrasi kesetimbangan benda tegar Foto: Unsplash

Kesetimbangan benda tegar merupakan bagian dari ilmu Fisika yang kerap dipelajari dan diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Materi kesetimbangan benda tegar erat kaitannya dengan gaya resultan.

Pada dasarnya, kesetimbangan benda tegar hanya bisa terjadi dalam kondisi tertentu. Selain itu, terdapat syarat yang harus dipenuhi untuk menyatakan kondisi kesetimbangan benda tegar.

Lebih lengkapnya, mari simak pembahasan mengenai kesetimbangan benda tegar melalui artikel di bawah ini.

Ilustrasi kesetimbangan benda tegar Foto: Unsplash

Apa Itu Kesetimbangan?

Kesetimbangan atau keseimbangan adalah kondisi di mana benda dengan gaya resultan dan momen gaya resultan sama dengan nol. Benda setimbang juga dapat didefinisikan sebagai keadaan benda yang tidak mengalami percepatan linier atau percepatan sudut.

Mengutip buku Rumus Pocket Fisika SMA Kelas X, XI, XII tulisan Tim Kompas Ilmu (2019), berdasarkan gangguan yang diberikan, kesetimbangan dapat dibedakan menjadi tiga macam, antara lain:

1. Kesetimbangan Labil atau Goyah

Kesetimbangan adalah keseimbangan pada suatu benda di mana setelah gangguan yang diberikan atau dialami benda dihentikan, maka benda itu tidak akan kembali ke posisi keseimbangan semula, melainkan akan memperbesar gangguan tersebut.

2. Kesetimbangan Stabil atau Mantap

Kesetimbangan stabil merupakan keseimbangan benda di mana setelah gangguan yang diberikan pada benda dihentikan, benda akan kembali ke posisi keseimbangan semula.

3. Kesetimbangan Indeferen atau Netral

Kesetimbangan netral diartikan sebagai keseimbangan suatu benda di mana setelah gangguan yang diberikan tidak mengubah posisi benda.

Ilustrasi kesetimbangan benda tegar Foto: Unsplash

Apa Itu Kesetimbangan Benda Tegar?

Benda tegar merupakan benda yang tidak berubah bentuknya karena pengaruh daya dari luar. Jika diartikan secara keseluruhan, kesetimbangan benda tegar adalah kondisi di mana momentum benda tegar sama dengan nol.

Dengan kata lain, benda tegar yang awalnya diam akan tetap diam. Sementara itu, benda tegar yang bergerak dengan kecepatan konstan, pada akhirnya akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Adapun syarat kesetimbangan benda tegar sebagai berikut:

∑ F = 0 ; ∑ τ = 0

Menurut Tim Garuda Eduka (2018) dalam buku Master Kisi-Kisi UN SMA/MA IPA 2019, kesetimbangan benda tegar dapat terjadi pada keadaan benda tertentu, yakni:

Ilustrasi kesetimbangan benda tegar Foto: Unsplash

Di samping itu, kesetimbangan benda tegar dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

1. Kesetimbangan Partikel

Partikel adalah benda yang ukurannya tidak bisa diabaikan dan hanya mengalami gerak translasi, sehingga bisa digambarkan sebagai titik materi. Semua benda yang bekerja pada benda yang dianggap partikel hanya menyebabkan gerak translasi (benda tidak mengalami rotasi).

Adapun syarat kesetimbangan partikel, yaitu jika resultan gaya luar yang bekerja pada partikel sama dengan nol:

∑ F = 0 ∑Fx = 0 (sumbu x), ∑ Fy = 0 (sumbu y)

2. Kesetimbangan Benda

Sebuah benda tegar berada dalam keseimbangan mekanis bila dilihat dari suatu keranga acuan inersial, bahwa:

Dengan kata lain, berikut syarat kesetimbangan benda:

∑Fx = 0 (sumbu x), ∑ Fy = 0 (sumbu y) , ∑ τ = 0

(GTT)