Torsi (Momen Gaya) ǀ Pengertian, Hubungannya dengan Gaya & Lengan Momen, Persamaan Analisis Gambar, & Contoh Torsi di Kehidupan,

Gaya diberikan pada benda sehingga ia bergerak lurus, momen gaya (torsi) diberikan sehingga membuat benda bergerak berputar. Apa perbedaan dari kedua kasus ini. Berikut pengetian momen gaya (torsi), hubungannya dengan gaya dan lengan momen, persamaan analisis gambar, dan contohnya dalam kehidupan.

PENGERTIAN

Pengertian momen gaya (torque) atau torsi adalah gaya yang memberi pengaruh benda kaku untuk melakukan rotasi terhadap poros putar tertentu dan dinyatakan dalam vektor. Sebelumnya, kita mengenal gaya pada lintasan lurus. Analogikan torsi seperti gaya, tetapi untuk benda yang diputar. Besarnya bergantung pada jaraknya dari poros putar (rotational axis).

Baca sebelumnya : Momen Inersia pada Poros Putar Sembarang (Tidak di Pusat Massa) ǀ Penurunan Persamaan & Besarnya

Momen gaya atau torsi adalah salah satu besaran vektor. Arah torsi bukan ke kanan, kiri, atas, atau bawah melainkan searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam.

Gambar 1.1. Torsi (Momen Gaya) = Gaya dikalikan Lengan Momen.

Berikut Hubungan Torsi dan Lengan Momen

- klik gambar untuk melihat lebih baik -

Walau sebenarnya, kita tidak dapat mengatakan torsi adalah gaya karena ia bergantung pada jarak. Perhatikan gambar 1.1. a. Sebuah tuas besi diputar terhadap sebuah poros putar O. Kita akan memilih memutar lengan tuas pada bagian paling jauh dari poros putar (baut). Hal ini karena semakin panjang lengan momen (r) maka akan semakin kecil gaya yang dibutuhkan (F).

Tidak mungkin rasanya kita memutar lengan tuas tepat di dekat poros putar karena ini akan semakin membutuhkan gaya (F) yang besar. Persamaan torsi dihitung dengan mengalikan gaya dan lengan momen (harus saling tegak lurus). Jika gaya yang bekerja tidak tegak lurus dengan lengan tuas maka gaya dapat diproyeksikan.

PERSAMAAN DAN ANALISIS GAMBAR

Perhatikan gambar 1.1. a, gaya F diproyeksikan terhadap sumbu x dan y sehingga muncul F sin dan F cos. Hal ini dilakukan agar nilai torsi dapat dihasilkan dengan mengalikan F sin dengan r, dimana keduanya saling tegak lurus.

Perhatikan gambar 1.1 b, gaya F diproyeksikan linier ke bawah agar dapat membuat garis khayal d yang tegak lurus dengan F. Nilai torsi juga dapat dihasilkan dengan mengalikan F (tanpa sin) dengan d, dimana keduanya saling tegak lurus.

KESEPAKATAN TANDA POSITIF & NEGATIF TORSI (MOMEN GAYA)

Sebagai kesepakatan bersama, kita dapat menganggap bahwa torsi atau perputaran yang searah jarum jam (clockwise) bernilai negatif dan berlawanan arah jarum jam (counterclockwise) bernilai positif. Hal ini sama halnya dengan gerak linier ke kanan dan ke kiri, bukan?

Kenapa searah jarum jam tidak positif? Boleh saja, hasilnya akan tetap sama. Kita tinggal membuang tanda negatif atau positif diakhir dengan melibatkan pernyataan “torsi searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam” agar siapapun yang membaca tahu hal itu.

Perhatikan gambar 1.1. c, sebuah benda kaku yang bebas tanpa poros putar digerakkan dengan gaya F1 dan F2 dibagian ujung yang sama. Hal ini mengakibatkan benda kaku berputar seolah-olah terhadap sebuah poros putar O. Kita dapat menvari nilai torsi benda dengan cara seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.1.c.

Gaya F1 berlawanan arah jarum jam sehingga bernilai positif. Hal ini mengakibatkan nilai torsinya juga positif. Gaya F2 searah jarum jam sehinga bernilai negatif. Hal ini mengakibatkan nilai torsinya juga negatif.

Hal ini sama halnya saat kita menegakkan tongkat di atas tanah. Tongkat tersebut jatuh setelah anda senggol dibagian tertentu. Kini, ia seolah-olah berputar terhadap sebuah poros putar yang berada di bagian tongkat yang menempel lantai.

CONTOH GERAK TORSI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Contoh lain yang melibatkan torsi adalah pensil yang jatuh saat sebelumnya kita tegakkan, botol minum yang jatuh karena tersenggol, membuka pintu kamar, menggerakkan engsel pintu, bermain jungkat, membuka tutup botol, atau membuka kaleng.

Ingat! Jangan tertukar antara torsi dan gaya. Satuan torsi adalah N.m sedangkan gaya adalah N (newton).

Dari kasus contoh di atas, kita tahu bahwa torsi tidak selamanya sesuatu yang berputar, atau tuas yang diputar. Benda yang bergerak tidak linier (atas atau bawah) dapat dikategorikan sedang berputar.

Persamaan momen gaya (torsi) memiliki beberapa variasi dan persamaan pada gambar 1.1. hanya salah satu contohnya. Hubungan torsi dan momen inersia akan dibahas selanjutnya.

Baca selanjutnya : Hubungan Momen Gaya (Torsi) dengan Momen Inersia ǀ Penurunan Persamaan, Analogi Torsi, & Pendekatan terhadap Hk. Newton 2

Dari analasis gambar di atas, kita dapat simpulkan bahwa pengertian torsi (momen gaya) sedikit berbeda dengan gaya karena ia bergantung pada jarak lengan momen dengan poros putar. Contoh torsi (momen gaya) adalah penggunaan gigi (gear) sepeda atau mesin.