Apa itu Kesetimbangan Statis?

Kesetimbangan statis adalah istilah yang digunakan dalam fisika untuk menggambarkan situasi di mana gaya total yang bekerja pada benda yang diam berjumlah nol. Dengan kata lain, gaya yang menarik benda ke arah yang berbeda seimbang, menyebabkan benda tetap tidak bergerak. Agar suatu benda berada dalam kesetimbangan statis, ia juga harus berada dalam kesetimbangan translasi dan kesetimbangan rotasi, yang berarti bahwa gaya eksternal dan torsi eksternal yang bekerja pada benda harus berjumlah tepat nol.

Dalam fisika, gaya gerak sering digambarkan dalam bentuk vektor. Vektor adalah konsep matematika abstrak yang digunakan untuk menyatakan arah dan besaran suatu gaya. Jika sebuah peti ditarik sejauh tertentu ke kiri, misalnya, vektor akan menunjukkan arah gaya dan jarak peti itu ditarik.

Hukum pertama Newton tentang gerak menyatakan bahwa suatu benda akan tetap pada kecepatan konstan jika jumlah gaya vektor pada benda itu adalah nol. Benda yang diam akan tetap diam kecuali jika diberi gaya, dan benda yang bergerak juga akan tetap pada kecepatan yang sama kecuali jika diberi gaya. Jumlah vektor juga disebut gaya resultan, atau gaya total.

Dalam kasus keseimbangan statis, gaya bekerja pada suatu benda, tetapi jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda itu adalah nol. Ini berarti bahwa vektor-vektor yang berlawanan meniadakan satu sama lain dengan tepat, menghasilkan gaya total nol pada objek. Meskipun ada gaya, objek tetap tidak bergerak. Untuk melanjutkan contoh yang diberikan di atas, jika peti ditarik ke kiri dan ke kanan secara bersamaan dengan jumlah gaya yang sama dan torsi yang berlawanan, semua vektor akan berlawanan satu sama lain dan peti tidak akan bergerak. Itu akan berada dalam keseimbangan statis.

Ketika gaya luar yang bekerja pada suatu benda saling meniadakan, benda tersebut dikatakan berada dalam kesetimbangan translasi, kondisi pertama yang diperlukan untuk kesetimbangan statis. Kondisi kedua adalah keseimbangan rotasi. Dalam kesetimbangan rotasi, torsi bersih, atau gaya rotasi, yang bekerja pada objek harus nol. Jika, misalnya, peti ditarik ke kiri dan ke kanan tetapi juga diputar di sekitar sumbu, itu tidak akan berada dalam keseimbangan statis, karena torsi akan menyebabkannya bergerak. Gaya torsi yang sama dan berlawanan akan diperlukan untuk mengatur peti dalam keseimbangan rotasi.