Soal Dan Pembahasan Momen Gaya (Torsi)

.com - Momen Gaya. Momen gaya atau torsi (τ) ialah bemasukan yang menjadikan benda berotasi. Momen gaya ialah hasil kali antara lengan gaya dan gaya yang saling tegak lurus. Torsi ialah bemasukan vektor yang dihasilkan dari perkalian silang antara vektor r dan vektor F. Sebelum kita mengulas beberapa cotoh soal ihwal momen gaya, ada baiknya kita melihat bagaimana memilih arah sesuai komitmen yang umum digunakan. Penentuan arah ialah konsep dasar yang harus kita kuasai alasannya ialah jikalau salah dalam melihat arah, maka perhitungannya juga akan salah.

Menentukan Arah Momen Gaya

Karena momen gaya ialah bemasukan vektor, maka kita harus memperhatikan arahnya. Umumnya arah momen gaya disahkan menurut arah putaran jarum jam sebagai diberikut :

#1 Torsi (τ) berharga faktual jikalau berputar searah jarum jam

#2 Torsi (τ) berharga negatif jikalau berputar melawan arah jarum jam

KUMPULAN SOAL

• misal Soal dan Pembahasan Tentang Memen Gaya (Torsi)
• misal Soal ihwal Kesetimbangan Benda Tegar
• misal Menentukan Koordinat Titik Berat Benda
• Soal dan Pembahasan ihwal Sistem Katrol
• misal Soal Menentukan Momen Inersia Suatu Benda

Rumus Dasar Momen Gaya (Torsi)

Misalkan sebuah batang dengan panjang l didiberi gaya sebesar F pada salah satu ujungnya dan ujung yang lain sebagai poros sehingga batang berputar terhadap ujung yang lain.

Jika gaya yang didiberikan berjarak r dari poros dan F saling tegak lurus dengan r menyerupai ditunjukkan pada gambar di atas, maka secara matematis, momen gaya yang dialami batang sanggup dihitung dengan rumus :

τ = r . F

melaluiataubersamaini :
τ = momen gaya (N m)

r = lengan gaya (m)

F = gaya (N).

misal Soal dan Pembahasan Torsi

misal 1 : Tentukan momen gaya yang dialami benda pada gambar di bawah ini!

Pembahasan :

Pada gambar di atas, momen gayanya searah yaitu sama-sama searah jarum jam sehingga resultan momen gayanya ialah jumlah dari tiruana torsi yang bekerja.
∑τ = 6 (6 x 10^-2) + 4 (0) + 10 (2 x 10^-2)
⇒ ∑τ = 36 x 10^-2 + 20 x 10^-2
⇒ ∑τ = 56 x 10^-2 Nm
⇒ ∑τ = 0,56 Nm.

misal 2 : Jika diketahui jarak F1 ke P = 4 m dan Jarak F2 ke P = 2 m, maka tentukan torsi total yang dialami benda pada gambar di bawah ini!

Pembahasan :

Ingat bahwa untuk mengerjakan soal ihwal torsi atau momen gaya, perhatikan gaya harus tegak lurus dengan lengannya. Karena F2 belum tegak lurus dengan lengannya maka harus diproyeksikan terlebih lampau menjadi F2x dan F2y menyerupai di bawah ini.

Dari gambar di atas terang terlihat bahwa gaya yang tegak lurus dengan lengannya spesialuntuk F2y dan F1 sedangkan F2 dan F2x tidak memenuhi syarat. melaluiataubersamaini begitu, maka momen gaya totalnya ialah :
∑τ = τ2y + τ1
⇒ ∑τ = F2 sin 30^o (2) + F1 (4) 
⇒ ∑τ = 20 (½) (2) + 10 (4)
⇒ ∑τ = 20 + 40
⇒ ∑τ = 60 Nm.

misal 3 : Sebuah batang sejenis bermassa 3 kg dan panjang 40 cm, didiberi beban 2 kg pada salah satu ujungnya dan ujung lainnya sebagai tumpu. Jika F sebesar 280 N mengarah ke atas bekerja pada jarak 5 cm dari titik tumpu, maka hitunglah momen gayanya.

Pembahasan :
Ingat bahwa batang mempunyai gaya berat yang arahnya ke bawah dan akan berkontribusi dalam perhitungan momen gaya alasannya ialah gaya berat tegak lurus dengan lengannya. Jika digambarkan, gaya-gaya yang bekerja akan menyerupai di bawah ini.

Dari gambar di atas terlihat bahwa torsi tanggapan gaya berat searah dengan jarum jam sedangkan torsi tanggapan gaya ke atas berlawan dengan arah jarum jam sehinga momen gaya total ialah :

∑τ = 20 (0,4) + 30 (0,2) − 280 (0,05)
⇒ ∑τ = 8 + 6 − 14
⇒ ∑τ = 14 − 14
⇒ ∑τ = 0.

melaluiataubersamaini begitu berarti batang tidak berputar atau berada dalam kesetimbangan.

misal 4 : Jika poros perputaran oleh gaya-gaya yang bekerja berada pada titik sentra persegi, maka hitunglah momen gaya total.

Pembahasan :
Pada gambar di atas, gaya yang sudah memenuhi syarat yaitu tegak lurus dengan lengan gayanya ialah F2 dan F3. F1 terang tidak memenuhi syarat dan torsinya sama dengan nol. Sedangkan F4 harus diproyeksikan terlebih lampau menjadi F4x dan F4y sebaga diberikut :

Dari gambar terang terlihat bahwa F4x dan F4y memenuhi syarat yaitu tegak lurus dengan lengannya. Jika R2 ialah lengan F2, R3 ialah lengan F3, R4x ialah lengan F4x dan R4y ialah lengan F4y, maka resultan torsinya ialah :

∑τ = τ2 + τ3 + τ4x − τ4y
⇒ ∑τ = 20 (0,1) + 10 (0,2) + F4 cos 45^o (0,1) − F4 sin 45^o (0,2)
⇒ ∑τ = 2 + 2 + 40√2 (½√2) (0,1) − 40√2 (½√2) (0,2)
⇒ ∑τ = 4 + 4 − 8
⇒ ∑τ = 0.