Penggantung titik pusat massa
Materi : kelas XI SMA semester 2, bab 6.
Pokok bahasan : gerak rotasi dan kesetimbangan benda tegar
Sub pokok bahasan : kesetimbangan benda tegar
Tujuan pembelajaran : siswa dapat menentukan titik berat (pusat massa) benda beraturan maupun benda tidak beraturan dengan benar.
Dasar teori :
Pusat Massa dan Titik Berat Benda
Benda tegar yang melakukan gerak rotasi, memiliki pusat massa yang tidak melakukan gerak translasi (v = 0). Berbeda dengan sebuah partikel yang bergerak melingkar beraturan, partikel tersebut memiliki pusat massa yang melakukan gerak translasi (v ≠ 0) dengan arah yang selalu berubah karena adanya percepatan sentripetal, as di mana F ≠ 0.
Letak pusat massa suatu benda menentukan kestabilan (kesetimbangan) benda tersebut. Jika dari titik pusat massa benda ditarik garis lurus ke bawah dan garis tersebut jatuh pada bagian alas benda, dikatakan benda berada dalam keadaan setimbang stabil. Namun, apabila garis lurus yang ditarik dari titik pusat massa jatuh di luar alas benda maka benda dikatakan tidak
stabil. Menara Pisa yang miring masih tetap dapat berdiri selama berabadabad. Mengapa menara tersebut tidak jatuh?
dapat dilihat bahwa garis yang ditarik dari pusat massa menara masih jatuhpada alasnya sehingga menara berada dalam keadaan stabil (setimbang).Agar tidak mudah terguling, benda dirancang dengan dasar (alas) yanglebar dan titik pusat massa yang rendah.
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa semakin lebar alas suatubenda, gaya yang dibutuhkan untuk menggulingkannya akan semakin besar karena jarak yang dibutuhkan untuk menaikkan titik pusat massa benda (ditandai tanda panah) sehingga benda dapat digulingkan juga besar.
Titik berat benda adalah titik tangkap gaya berat suatu benda, di mana titik tersebut dipengaruhi oleh medan gravitasi. Penentuan letak titik berat ini dapat dilakukan dengan mudah apabila benda bersifat homogen dan beraturan (seperti kubus, bola, dan silinder). Apabila benda tidak homogen atau tidak beraturan, penentuan titik beratnya adalah sebagai berikut.
Aggaplah benda berupa kumpulan titik-titik massa, yaitu m1, m2, m3, dan seterusnya yang terletak pada koordinat (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3), dan seterusnya. Titik berat benda terhadap sumbu-x adalah (m1 + m2 + m3 + ...) gx0 = m1 gx1 + m2 gx2 + m3 gx3 + ... Titik berat benda terhadap sumbu-y adalah (m1 + m2 + m3 + ...) gy0 = m1 gy1 + m2 gy2 + m3 gy3 + ...
Alat dan bahan :
1. Kertas karton
2. Seutas tali dengan pemberat di ujungnya
3. Statif
Prosedur pembuatan :
1. Bentuklah kertas karton menjadi berbagai bentuk, misalnya segitiga, segi empat, serta bentuk benda yang tak beraturan.
2. Buatlah tiga lubang atau lebih pada potongan karton (letak sembarang) dan berikan nomor lubang 1, lubang 2, lubang 3 dan seterusnya.
3. Gantunglah karton itu pada lubang 1 dengan menggunakan statif
4. 4. Gantunglah tali yang memiliki pemberat pada statif, pastikan tali dan pemberatnya dapat menggantung secara bebas dan tidak terhalang.
5. Setelah karton dan tali berada pada keadaan setimbang buatlah garis putus-putus yang berasal dari lubang 1 dan berimpit dengan tali. Kemudian, namai garis itu sebagai garis l1.
6. Lakukan langkah ke-2 sampai dengan ke-4 pada lubang 2 dan seterusnya.
7. Dapatkan kesimpulan dari kegiatan ini!
