Dibutuhkan keseimbangan mekanis agar tidak jatuh. Keseimbangan itu diperoleh apabila tidak ada gaya yang tak berimbang di bagian dalam suatu sistem.
aksiografi.com – Suatu benda mencapai kesetimbangan jika diletakkan pada posisi yang tepat. Posisi ini berada pada atau segaris dengan titik yang disebut pusat gravitasi. Sebuah benda akan berada dalam kesetimbangan (ekuilibrium) pada saat seluruh gaya yang bekerja terhadapnya setimbang. Biasanya benda statis. Bagaimana halnya dengan benda yang bergerak?
Beberapa jenis mainan dirancang sedemikian rupa sehingga ketika didorong dapat bergoyang-goyang ke depan dan ke belakang tetapi tidak dapat jatuh. Sekuat apa pun mainan itu didorong, akan kembali lagi ke posisi semula. Kemampuan bergerak dan kembali ke posisi semula merupakan salah satu contoh keseimbangan mekanis.
Dibutuhkan keseimbangan mekanis agar tidak jatuh. Sebuah benda akan berada dalam kesetimbangan (ekuilibrium) pada saat seluruh gaya yang bekerja terhadapnya setimbang. Ada 3 jenis kesetimbangan, yaitu: stabil, tak stabil, dan netral.
Dalam proyek ini kita akan menggerakkan beberapa benda berbeda, lalu menentukan pusat gravitasinya. Kita akan meneliti pengaruh tinggi pusat gravitasi suatu benda dan pengaruh lebar dasar dari suatu benda terhadap keseimbangan (stabilitas) mekanisnya. Kita akan membuat suatu benda dengan keseimbangan (stabilitas) mekanis yang bagus. Kita pun akan mempelajari perbedaan antara kesetimbangan stabil, tak stabil dan netral.
Tujuan Pembelajaran
Percobaan ini bertujuan untuk memahami konsep dasar fisika mekanika dengan tema gerak dan gaya melalui topik pusat gravitasi. Dalam percobaan ini kita membuat contoh gerakan pusat gravitasi suatu benda ketika dimiringkan.
Bahan-Bahan
- pensil
- penggaris
- kertas poster berukuran 15 x 25 cm
- kertas poster berukuran 5 x 20 cm
- pelubang kertas
- kertas grafik berukuran 5 x 20 cm
- isolasi
Cara Karja
1. Gambarlah sebuah garis mendatar sepanjang 5 cm dari satu sisi panjang pada kertas poster yang besar dengan menggunakan pensil dan penggaris. Namakan garis ini garis A.
2. Gambarlah garis di tengah kertas poster yang kecil dari satu sisi pendek ke sisi pendek lainnya. Di tengah garis tadi, buatlah tanda titik, kemudian lubangi titik itu dengan pelubang kertas.
3. Berilah tulisan “Bawah” pada salah satu sisi pendek. Lalu buat lubang kedua di sudut kanan bawah.
4. Letakkan kertas poster kecil diatas kertas poster besar, sehingga tepi bawah kedua kertas menjadi satu dan pinggir kirinya berada di atas garis A.
5. Buatlah tanda melingkar pada kertas poster yang besar dengan pensil melingkar dengan lubang bawah pada kertas poster kecil. Angkat kertas poster kecilnya, lalu lubangi tanda tadi (pada kertas poster besar) dengan menggunakan pelubang kertas.
6. Letakkan kertas poster kecil di atas kertas poster besar seperti pada langkah 4. Pasang paku kertas di lubang tadi (lubang bawah poster kecil dan lubang di kertas poster besar). Paku akan menyatukan kedua bagian tadi.
7. Letakkan kertas grafik di bawah kertas poster kecil dan rekatkan dengan isolasi, lalu rekatkan kertas poster besar ke meja dengan isolasi (lihat Gambar).
8. Pegang pensil dengan ujungnya berada di lubang di tengah-tengah kertas poster kecil.
9. Putarlah kertas poster kecil tadi dengan menggunakan pensil untuk membuat garis sampai ke tepi kertas grafik.
10. Pindahkan pensilnya, lalu putarlah kertas poster kecil ke kiri lalu amati garis yang terdapat di kertas grafik.
Hasil
Hasil pengujian itu membuktikan bahwa dibutuhkan keseimbangan mekanis agar benda itu tidak jatuh. Garis di kertas grafik menunjukkan bahwa lubang di kertas poster kecil awalnya naik ketika poster kecil diputar.
Mengapa Dibutuhkan Keseimbangan Mekanis
Karena kertas poster kecil berbentuk simetris dengan berat jenis yang seragam, maka pusat gravitasinya terletak di tengah (tempat lubang dibuat). Sebelum diputar, kertas poster kecil menggambarkan sebuah benda yang berada dalam kesetimbangan statis (keadaan benda yang tidak bergerak, yaitu dalam keadaan istirahat).
Saat diputar dengan jarak sudut kecil, pusat gravitasi poster kecil awalnya naik seperti yang ditunjukkan oleh jalur garis yang tercetak pada kertas. Hal ini menunjukkan jika pusat gravitasi sebuah benda terdapat di tengah-tengah benda tersebut, pusat gravitasi tersebut awalnya naik ketika benda itu diputar atau sedikit dimiringkan.
Uji coba ini telah menunjukkan bahwa dibutuhkan keseimbangan mekanis agar tidak jatuh atau tetap bertahan pada posisi.
Cobalah Pondekatan Baru
Setelah melakukan pengujian bahwa dibutuhkan keseimbangan mekanis, maka kita lanjutkan percobaan dengan pendekatan baru, sebagai berikut:
Pengaruh apakah yang dimiliki oleh letak pusat gravitasi terhadap benda yang bergerak saat benda tadi dimiringkan? Buat 2 lubang tambahan pada kertas poster kecil, masing-masing 7,5 cm di atas lubang pusat dan satunya di bawah lubang pusat.
Ulangi percobaannya sebanyak 2 kali: Pertama, letakkan pensil dilubang atas. Ini menunjukkan pusat gravitasi yang lebih tinggi. Ulangi dengan meletakkan pensil dilubang bawah. Posisi ini menunjukkan pusat gravitasi yang lebih rendah. Bandingkan jalur garis pusat gravitasi percobaan asli dengan jalur garis pusat gravitasi yang lebih tinggi dan yang lebih rendah.
Setelah melakukan uji coba dengan pendekatan baru, sampaikanlah hasilnya pada kolom komentar di bawah. Tulislah hasil uji cobamu dan berbagi kepada teman-temanmu. Jika berkenan, tim Sekolah Alam aksiografi akan memuat dalam laman ini.
Selamat Mencoba!
