Contoh Soal Titik Berat Benda
Contoh Soal Titik Berat Benda - Tentunya, kalian telah mengetahui bahwa sebuah benda tersusun atas partikel-partikel kecil yang saling berikatan. Setiap partikel tersebut memiliki berat yang berbeda-beda. Berat suatu benda didefinisikan sebagai jumlah berat seluruh partikel penyusunnya. Arah gaya berat benda selalu menuju ke pusat bumi karena pengaruh gaya gravitasi. Resultan dari semua gaya tersebut berada pada titik tertentu. Titik itu biasa disebut sebagai titik berat benda. Dengan demikian, titik berat benda merupakan titik pusat distribusi berat. Pada titik inilah gaya gravitasi bekerja.
Sebuah benda tegar akan melakukan gerak translasi apabila gaya yang diberikan tepat mengenai titik beratnya karena pada titik ini, benda akan berada dalam keseimbangan rotasi (tidak mengalami rotasi). Jika benda tegar mengalami gerak translasi dan rotasi sekaligus, maka titik beratnya akan bertindak sebagai sumbu rotasi, sedangkan lintasan gerak dari titik berat ini menggambarkan lintasan gerak translasinya. Titik berat atau titik pusat massa dinyatakan dalam titik koordinat (x,y). Kemudian bagaimana menentukan letak titik berat masing-masing benda? Cara menentukkan letak titik berbagai bentuk benda dapat kalian pahami pada penjelasan di bawah ini.
A. Benda Linear (Berbentuk Garis)
Langkah-langkah penentuan titik berat benda homogen 1 dimensi yaitu sebagai berikut.
1. Tentukan panjang masing-masing benda.
2. Tentukan letak titik berat masing-masing benda.
3. Hitung koordinat titik berat benda dengan persamaan berikut.
2. Tentukan letak titik berat masing-masing benda.
3. Hitung koordinat titik berat benda dengan persamaan berikut.
; dengan l adalah panjang garisnya.
Berikut ini merupakan benda homogen yang berbentuk garis (1 dimensi) dan letak titik beratnya.
a. Garis lurus, letak titik berat
b. Busur lingkaran
c. Busur setengah lingkaran
Keterangan:
L = panjang garis; dan
R = jari-jari.
b. Busur lingkaran
c. Busur setengah lingkaran
Keterangan:
L = panjang garis; dan
R = jari-jari.
B. Benda berupa Luasan
Langkah-langkah penentuan titik berat 2 dimensinya adalah sebagai berikut.
1. Tentukan luas masing-masing benda.
2. Tentukan letak titik berat masing-masing benda.
3. Hitung koordinat titik berat bidang dengan menggunakan persamaan berikut.
2. Tentukan letak titik berat masing-masing benda.
3. Hitung koordinat titik berat bidang dengan menggunakan persamaan berikut.
; dengan A adalah luas bidang.
Berikut ini bentuk benda homogen berbentuk bidang (2 dimensi) dan letak titik beratnya.
a. Bidang segitiga
b. Jajar genjang
c. Bidang juring lingkaran
d. Bidang setengah lingkaran
e. Busur lingkaran
f. Busur setengah lingkaran
Keterangan:
t = tinggi bangun; dan
R = jari-jari lingkaran.
b. Jajar genjang
c. Bidang juring lingkaran
d. Bidang setengah lingkaran
e. Busur lingkaran
f. Busur setengah lingkaran
Keterangan:
t = tinggi bangun; dan
R = jari-jari lingkaran.
C. Benda Ruang
Langkah-langkah penentuan titik beratnya adalah sebagai berikut.
1. Tentukan volume masing-masing benda.
2. Tentukan letak koordinat titik berat masing-masing benda.
3. Hitung koordinat titik berat sistem dengan persamaan berikut.
2. Tentukan letak koordinat titik berat masing-masing benda.
3. Hitung koordinat titik berat sistem dengan persamaan berikut.
; dengan V adalah volume benda.
Berikut ini bentuk benda homogen berbentuk bidang (3 dimensi) dan letak titik beratnya.
a. Silinder pejal atau tabung
b. Limas pejal beraturan
c. Kerucut pejal
d. Setengah bola
Keterangan:
t = tinggi bangun ruang; dan
R = jari-jari lingkaran.
b. Limas pejal beraturan
c. Kerucut pejal
d. Setengah bola
Keterangan:
t = tinggi bangun ruang; dan
R = jari-jari lingkaran.
Berikut ini merupakan sifat-sifat dari titik berat.
1. Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri, maka titik beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut.
2. Letak titik berat benda padat bersifat tetap, tidak bergantung pada posisi benda.
3. Jika suatu benda homogen memiliki dua bidang simetri (bidang sumbu), maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut.
4. Jika suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis, maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut.
2. Letak titik berat benda padat bersifat tetap, tidak bergantung pada posisi benda.
3. Jika suatu benda homogen memiliki dua bidang simetri (bidang sumbu), maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut.
4. Jika suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis, maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut.
SOAL 1
Titik pusat distribusi berat disebut juga sebagai ....
SOAL 2
Apabila sebuah gaya bekerja tepat pada titik beratnya, maka benda tersebut akan bergerak secara ....
SOAL 3
Persamaan titik berat segitiga adalah ....
SOAL 4
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut ini.
(1). Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri, maka titik beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut.
(2). Letak titik berat benda padat bersifat tetap, tidak bergantung pada posisi benda.
(3). Jika suatu benda homogen memiliki dua bidang simetri (bidang sumbu), maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut.
(4). Jika benda homogen memiliki dua bidang simetri (sumbu), maka titik beratnya terletak pada salah satu dari kedua sumbu tersebut.
(2). Letak titik berat benda padat bersifat tetap, tidak bergantung pada posisi benda.
(3). Jika suatu benda homogen memiliki dua bidang simetri (bidang sumbu), maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut.
(4). Jika benda homogen memiliki dua bidang simetri (sumbu), maka titik beratnya terletak pada salah satu dari kedua sumbu tersebut.
Pernyataan yang menjelaskan sifat-sifat dari titik berat benda adalah ....
SOAL 5
Suatu tabung memiliki tinggi 12 cm. Titik berat tabung tersebut terletak pada ...
SOAL 6
4 kawat tipis disusun seperti gambar berikut.
Koordinat titik berat susunan kawat di atas adalah ... (acuan titik 0).
SOAL 7
Sebuah silinder pejal memiliki jari-jari 10 cm dan tinggi 14 cm. Letak titik berat terhadap alas silinder adalah ....
SOAL 8
Perhatikan gambar berikut.
Letak titik berat bidang diukur dari alas/ dasar adalah ....
SOAL 9
Suatu kerucut pejal memiliki tinggi 20 cm. Letak titik beratnya dari alas adalah ....
SOAL 10
Perhatikan gambar berikut.
Letak titik berat benda diukur dari dasar adalah ....