Kesetimbangan statis SBMPTN, contoh soal dan pembahasan

Nomor 1
Pada gambar berikut sistem dalam keadaan seimbang. Perbandingan massa A dan B adalah ...


A. 1 : √3
B. 1 : 2
C. √3 : 1
D. 2 : 1
E. 3 : 1

Pembahasan


Nomor 2
Seutas tali ABCD digantungkan pada tali A dan D. Pada titik B digantungkan beban seberat 12 N sedang pada titik C digantungkan beban seberat W. Jika terhadap horizontal, sudut yang dibentuk adalah AB 60^o, BC 0^o dan CD 30^o, tentukan besar W agar sistem dalam kesetimbangan...

A. 4 N
B. 8 N
C. 12 N
D. 16 N
E. 20 N

Pembahasan

Perhatikan titik B

Jawaban A

Nomor 3
Pada sistem katrol berikut, berat benda A dan E masing-masing 100 N dan 10 N. Apabila tali AC horizontal dan tali AB sejajar batang, serta bidang miring dan katrol licin, maka sistem setimbang dicapai untuk berat D sebesar...

A. 50,5 N
B. 58,5 N
C. 62,5 N
D. 72,5 N
E. 82,5 N

Pembahasan

Dari gambar diatas
TE = WE = 10 N  dan TD = WD
Tinjau benda A
F = 0
TD - TE cos 30^o - WA sin 30^o = 0

TD = TE cos 30^o + WA sin 30^o

WD = 10 . 1/2 √3 + 100 . 1/2 = 5 √3 + 50 = 58,5 N
Jawaban : B

Nomor 4
Beban bermassa 20 kg ditempatkan pada jarak 1,5 m dari kaki B (lihat gambar) pada sebuah meja datar bermassa 100 kg yang panjangnya 6 m. Gaya yang bekerja pada kaki A untuk menahan beban da meja adalah...

A. 150 N
B. 350 N
C. 550 N
D. 750 N
E. 950 N

Pembahasan

Dari syarat kesetimbangan:
τ = 0
NA (6) - Wm (3) - Wb (1,5) = 0
NA (6) = 1000 (3) + 200 (1,5) = 3300
NA = 3300 / 6 = 550 N

Nomor 5
Sebuah pipa seragam dengan panjang 20 m dan massa 20 kg disangga oleh penumpu pada salah satu titik di pipa tersebut. Ketika ujung kiri pipa diberi beban 10 kg dan titik tumpu berada pada jarak 2 m dari tengah popa, tentukan massa beban yang harus diberikan pada ujung kanan pipa agar terjadi keseimbangan!
A. 10 kg
B. 20 kg
C. 30 kg
D. 40 kg
E. 50 kg

Pembahasan

Dari syarat kesetimbangan:
τ = 0
- W1 (12) - W2 (2) + W2 (8) = 0
-100 (12) - 200 (2) + W2 (8) = 0
W2 (8) = 1200 + 400 = 1600
W2 = 20 kg

Nomor 6
Sebuah batang XY yang beratnya 10,0 N bertumpu pada tembok di X. Batang ditahan secara horizontal oleh gaya F yang bekerja di Y dan membentuk sudut 60^o terhadap arah vertikal seperti ditunjukkan pada gambar. Besar gaya F adalah...

A, 20,0 N
B. 10,0 N
C. 8,66 N
D. 5,00 N
E. 4,33 N

Pembahasan

Dari syarat kesetimbangan statis benda tegar:
τ = 0
W (1/2 L) - F L sin 120^o = 0
10 (1/2 L) = F L (1/2)
F = 10 N

Nomor 7
Sebuah pompa degnan luas penampang pipa sebesar 75 cm²  ingin digunakan untuk memompa air dari kedalaman 8 m (lihat gambar). Jika percepatan gravitasi 10 m/s² dan pada saat memompa timbul gesekan pada penghisap sebesar 20 N sedangkan gesekan-gesekan lainnya diabaikan maka gaya minimum yang diperlukan untuk memompa adalah...
A. 124 N
B. 120 N
C. 116 N
D. 100 N
E. 40 N

Pembahasan
Menyusul

Tonton Yuk,
Video pembahasan soal kesetimbangan statis benda tegar
Video pembahasan soal kesetimbangan statis benda tegar 2