Apakah hubungan antara massa dan lengan gaya terhadap torsi suatu benda
|
Akses instan ke jawaban di aplikasi kami Show
Dan jutaan jawaban atas pertanyaan lain tanpa iklan Lebih pintar, unduh sekarang! atau Lihat beberapa iklan dan buka blokir jawabannya di situs
Monday, June 1, 2020
Baca sebelumnya : Torsi (Momen Gaya) ǀ Pengertian, Hubungannya dengan Gaya & Lengan Momen, Persamaan Analisis Gambar, & Contoh Torsi di Kehidupan Torsi berkaitan erat dengan gerak melingkar atau gerak terhadap suatu poros putar (rotational axis) tertentu. Pada mulanya, benda bermassa tentu diam kemudian bergerak karena dikenai gaya. Perubahan posisi benda dari diam menjadi bergerak tentu akan muncul percepatan. Gaya dan percepatan yang bersinggungan dengan lintasan melingkar disebut tangensial, sedangkan yang menuju pusat disebut radial. Kali ini, kita akan membahas gaya dan percepatan yang tangensial.
PENURUNAN PERSAMAAN TORSI UNTUK MASSA PARTIKEL GAMBAR 1.1.APerhatikan gambar 1.1.a, sebuah benda (artikel) bermassa m bererak dengan lintasa melingkar dengan poros putar sebuah sumbu z. Ia bergerak dari posisi awal yang semula diam karena dikenai gaya tangensial. Perubahan posisi dari diam menjadi bergerak ini melibatkan sebuah percepatan yaitu percepatan tangensial.
PENURUNAN PERSAMAAN TORSI UNTUK MASSA PARTIKEL GAMBAR 1.1.BPerhatikan gambar 1.1.b, sebuah benda kaku bermassa (tidak mudah berubah bentuk) diputar terhadap poros putar sumbu z. Kita mengambil sampel massa yang kecil (dm) yang jaraknya r dari poros putar. Perhatikan penurunan persamaan gambar 1.2. sebelah kanan, kita menggunakan pendekatan hukum Newton 2 untuk massa ini dengan sedikit penyesuaian. Torsi untuk sampel massa juga disesuaikan dengan menggunakan pendekatan diferensial. Diferensial torsi dihilangkan dengan meng-integralkan kedua ruas. Kita menemukan persamaan momen inersia versi interal r2 dm, dimana ini berlaku untuk semua benda kaku yang diputar. Penurunan persamaan torsi untuk gambar a dan b adalah sama. Torsi sama dengan momen inersia dikalikan percepatan sudut.ANALOGI TORSI DAN HUKUM NEWTON 2Torsi dianalogikan dengan gaya, dimana torsi adalah gaya yang dibutuhkan untuk memutar sebuah partikel yang besarnya tergantung dengan jarak partikel ke poros putar. Torsi yang dibutuhkan untuk memutar partikel akan semakin besar saat momen inersia partikel besar dan percepatan sudutnya juga besar. Bayangkan gambar 1.1.a merupakan partikel bermassa besar dengan jarak r yang depat dengan poros putar. Kita akan membutuhkan torsi besar untuk memutarnya. Momen inersia dianalogikan dengan massa, dimana semakin besar momen inersia sebuah partikel akan semakin susah diputar (menggelinding). Dan jika sudah berputar atau menggelinding maka akan susah dihentikan. Hal ini mirip dengan konsep kelembaman massa, dimana benda mempertahankan posisinya.Ingat! Momen inersia paling kecil terjadi saat poros putar berada di titik pusat massa partikel. Gambar 1.1.a poros putar jauh dari pusat massa partikel yang mana letakkan ditengah partikel. Percepatan sudut dianalogikan dengan percepatan biasa. Sebuah gerak melingkar tentu erat kaitannya dengan percepatan sudut. Besar percepatan sudut akan semakin besar saat jari-jari nya semakin kecil.Baca selanjutnya : Hubungan Gerak Rotasi dengan Usaha, Daya, & Energi ǀ Pendekatan & Penurunan Persamaan Kita dapat simpulkan bahwa hubungan momen gaya (torsi) dengan momen inersia adalah sebanding, begitupula dengan percepatan sudutnya. Semakin besar momen inersia, semakin besar torsinya.
Sunday, May 31, 2020
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. PENGERTIANPengertian 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.
PERSAMAAN DAN ANALISIS GAMBARPerhatikan 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-HARIContoh 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. |
