Kita telah ketahui bahwa penyebab suatu benda mengalami gerak translasi sebab adanya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Lalu apa yang mengakibatkan benda tersebut mengalami gerak rotasi?
Pada gerak rotasi, sesuatu yang mengakibatkan benda untuk berotasi atau berputar disebut momen gaya atau torsi. Konsep momen gaya atau torsi sanggup dilihat pada ketika kita melepaskan mur baut dengan memakai kunci pas atau kunci inggris.
Gambar di atas merupakan teladan aplikasi momen gaya pada kunci pas.
Momen gaya merupakan besaran yang dipengaruhi oleh gaya dan lengan kuasa atau lengan torsi. Lengan torsi sebuah gaya didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik di titik sumbu rotasi hingga memotong tegak lurus garis kerja gaya. Coba perhatikan gambar di atas, untuk memutar baut diharapkan lengan kuasa d dan gaya F. Momen gaya didefiniskan sebagai hasil kali silang antara lengan gaya d dan gaya F, atau
τ = d x F
Sedangkan besar momen gaya didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya yang bekerja dengan lengan yang saling tegak lurus. Bagaimana kalau membutuhkan sudut tertentu (α)? Besarnya sanggup memenuhi persamaan berikut.
τ = d . sin α . F
atau
τ = d F sin α
Gaya dorong F diberikan pada kunci dengan membentuk sudut α terhadap arah mendatar. Semakin besar gaya yang diberikan, semakin cepat baut itu berputar. Semakin besar jarak baut dari daerah gaya bekerja, maka semakin besar momen gaya sehingga baut tersebut lebih gampang berputar.
Momen inersia merupakan besaran vektor sehingga mempunyai nilai dan arah. Arah momen gaya (τ) tegak lurus terhadap d dan F. Jika d dan F terletak pada bidang yang tegak lurus sumbu putar, maka vektor τ arahnya sepanjang sumbu putar berdasarkan kaidah tangan, menyerupai ditunjukkan pada di bawah ini.
Pada gambar di atas terlihat genggaman jari bertindak sebagai arah rotasi, dan ibu jari sebagai momen gaya.
Momen gaya ada dua macam, yaitu momen gaya faktual dan momen gaya negatif. Momen gaya (τ) negatif kalau berotasi searah jarum jam dan momen gaya (τ) faktual kalau berotasi berlawanan arah jarum jam.
Contoh Soal
Dua orang anak menaiki jungkat jungkit. Anak A masanya 32 kg menaiki jungkat jungkit sebelah kanan dengan jarak 2 m dari titik tumpu, sedangkan anak B masanya 38 kg menaiki sebelah kiri yang jaraknya 1,8 m dari titik tumpu. Jika kita anggap percepatan gravitasi di lokasi tersebut yakni 10 m/s2, berapa torsi masing masing anak? Berapa torsi totalnya? Ke mana arah putaran jungkat jungkit?
Penyelesaian:
Jika kita misalkan anak A yang bermassa 32 kg menjadikan torsi A (τA) dan anak B bermassa 38 kg mengakibatkan torsi B (τB) maka:
τA = d.F = d.w = dmg
τA = (2 m)(32 kg)(10 m/s2)
τA = 640 kgm2/s2
τB = d.F = d.w = dmg
τB = (1,6 m)(38 kg) (10 m/s2)
τB = 608 kgm2/s2
Torsi pada anak A akan menciptakan jungkat jungkit bergerak berlawanan arah jarum jam maka torsinya bernilai positif, sedangkan torsi pada anak B menciptakan jungkat-jungkit bergerak searah jarum jam maka torsinya bernilai negatif. Maka besar torsi total yakni :
Τtotal = τA – τB
Τtotal = (640 kgm2/s2) – (608 kgm2/s2)
Τtotal = 32 kgm2/s2
Karena nilai total torsinya faktual maka arah putarannya berlawanan arah jarum jam.
Mari berteman dengan saya
Follow my Instagram _yudha58
0 Response to "Pengertian Dan Pola Soal Momen Gaya (Torsi)"
Posting Komentar