Haloo sobat Physics…. Bagaimana kabar kalian?
Sudah siapkah kalian untuk mempelajari hal baru lagi?
Okey, jadi di kesempatan kali ini kita akan membbahas tentang momen gaya, biar gak penasaran lagi langsung simak penjelasan di poin-poin berikut yuk.
Pengertian Momen Gaya
Tahukah kalian apa itu momen gaya?
Sebenarnya beberapa kegiatan yang kalian lakukan ada kaitannya dengan momen gaya. Benda yang berputar disebabkan adanya momen gaya [torsi].
Nah, momen gaya itu sendiri adalah sebuah besaran yang menyatakan besarnya gaya pada sebuah benda yang mengakibatkan benda tersebut mengalami gerak rotasi.
Momen gaya ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yakni gaya yang diberikan ke lengan gaya dan panjang/ jarak sumbu putar dengan letak gaya. Momen gaya [torsi ] termasuk pada besaraan vector.
Lalu bagaimana penulisan sistematisnya? Simak di poin selanjutnya yahh.
Rumus Momen Gaya
Besar dari momen gaya dapat didefinisikan dengan angka. Penulisan sistematisnya sebagai berikut :
τ = r x F
dimana
- τ = momen gaya [Nm]
- r = jarak sumbu puaran dengan titik gaya [m]
- F = gaya yang diberikan kepada sistem [N]
Maka dari itu Besar momen gaya dipengaruhi oleh bear gaya yang diberikan dan jarak antara sumbu putaran dengan titik gaya.
Arah dari momen gaya pada suatu sistem mengikuti aturan tangan kanan, seperti gambar berikut :
Jika arah putaran searah dengan arah jarum jam, maka arah momen gaya yang dialami menuju bawah tapi, jika arah putaran berlawanan dengan arah jarum jam maka arah momen gayanya ke atas.
Arah gaya ini biasanya akan dituliskan dengan tanda negatif dan positif. Ketika momen gaya negatif maka arahnya bberlawanan dengan jarum jam.
Begitu pula sebaliknya bbila arahnya sesuai dengan jarum jam, maka akan diberi tanda positif.
Aturannya, jika momen gaya negatif [maka diartikan gayanya menjauhi pembaca] ditandai dengan tanda titik.
Sedangkan gaya yang menghasilkan momen gaya negatif [maka bisa diartikan gayanya menajuhi pembaca] ditandai dengan tanda silang.
Untuk gaya yang membentuk sudut tertentu dengan lengan gayanya, maka momen gaya dapat dinyatankan dengan penulisan sistematis sebagai berikut :
- τ = r F sinθ ; maka bisa disimpulkan momen gaya dapat terjadi bila membentuk sudut θ terhadap lengan gayanya. Momen gaya terbesar yaitu ketika θ = 90o [saat gaya tegak lurus dengan lengan gaya/sin 90 o= 1]. Ketika gaya sejajar dengan lengan gaya maka tidak aka nada momen gaya, karena θ = 0: sin 0 = 0.
- Resultan momen gaya dinyatakan sebagai jumlah vector dari setiap momen gaya, penulisan sistematisnya sebagai berikut :
- τ total = Σ [r F] atau τ total = τ 1 + τ 2+…+ τn
untuk contoh dari momen gaya seperti apa aja, kalian bisa simak nih di poin selanjutnya.
Contoh Momen Gaya
Dalam kehidupan sehari-hari kita pernah menjumpai konsep momen gaya ini. Misalnya :
- Jungkat-jungkit
- Pompa hidrolik
- Pemutar baut
Nah, selanjutnya kita akan belajar tentang penyelesaian permasalahn momen gaya dengan cara sistematisnya yaa, simak di poin selanjutnya.
Baca juga Kinematika.
Contoh Soal Momen Gaya
Sebuah benda dengan panjang lengan yaitu 25 cm. gaya yang diberikan pada ujung lengan sebesar 20N. Sudut yang terbentuk antara gaya dengan lengan gaya yaitu 150o. berpakah momen gaya pada benda tersebut ?
Pembahasan
Diketahui
r =25 cm = 0,25 m
F = 20 N
θ = 150o
Penyelesaian
τ = r F sinθ
τ = [0,25][20][150o]
τ = 2,5 Nm
Okeey, temen-temen. Terimakasih perhatiannya. Semoga materinya bermanfaat aamiin. Baca juga Tekanan.
Kembali ke Materi FisikaArtikel Fisika kelas XI ini membahas mengenai momen gaya yang mengungkap misteri kenapa gagang pintu bisa terletak jauh dari engselnya.
--
Hei, kamu sadar nggak sih kalau hampir setiap hari, kamu selalu melakukan aktivitas yang namanya “membuka dan menutup pintu”? Wow, kira-kira, berapa banyak ya dalam sehari kamu melakukan kegiatan itu? Coba deh kamu hitung. Meski agak kurang kerjaan sih hihii.
Saat kamu membuka atau menutup pintu, pernah nggak kamu kepikiran, kenapa ya gagang pintu letaknya pasti selalu jauh dari engsel pintu itu sendiri. Kenapa posisinya nggak di tengah-tengah pintu? Asal-usulnya dari mana gitu? Apa itu hasil kesepakatan dari para tukang kayu jaman dulu saat membuat pintu?
Terus, prinsip keestetikaan itu digunakan secara turun temurun oleh para generasi penerus tukang kayu hingga saat ini.
Ya enggaklah. NGACO!
Sebenarnya, nggak ada salahnya juga sih tukang kayu itu mikirin yang namanya estetika. Tukang kayu juga seniman, bro! Tapi, pasti ada hal yang lebih penting kenapa gagang pintu diletakkan jauh dari engselnya. Misalnya saja dari segi keefektifannya. Hmm… Bisa jadi. So, daripada penasaran, yuk kita ungkap sama-sama misteri letak gagang pintu lewat artikel ini!
Apa yang terjadi saat kamu membuka atau menutup pintu?
Sekarang, coba kamu bayangkan helai daun pintu yang ada di kamarmu. Ketika kamu tarik atau dorong gagang pintu dengan gaya F, pintu akan mengayun terbuka atau tertutup. Ayunan terbuka atau tertutup ini menandakan kalau pintu mengalami gerak rotasi [bergerak pada lintasan melingkar] dan memiliki sumbu putar [poros] yang terletak pada engselnya. Nah, saat kamu melakukan kegiatan tersebut, tanpa sadar kamu telah mengaplikasikan torsi.
Torsi pada pintu [sumber: CrashCourse via YouTube]
Baca juga: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal Daya Usaha | Fisika Kelas 11
Tapi, apa itu torsi?
Torsi adalah nama lain dari momen gaya, yaitu ukuran keefektifan gaya yang diberikan atau yang bekerja pada suatu benda untuk memutar benda tersebut terhadap suatu poros tertentu. Sederhananya sih, momen gaya [torsi] adalah seberapa besar gaya yang diberikan untuk memutar suatu benda terhadap suatu poros tertentu [kecenderungan gaya dalam memutar suatu benda].
Momen gaya [torsi] dilambangkan dengan τ [dibaca tau] dan merupakan besaran vektor, sehingga dapat bernilai positif maupun negatif. Torsi akan bernilai positif jika arah putarannya berlawanan jarum jam dan akan bernilai negatif jika arah putarannya searah jarum jam.
Lalu, apa hubungannya momen gaya [torsi] dengan letak gagang pintu?
Jika kita anggap engsel pintu adalah sumbu putar [poros], maka jarak gagang pintu dengan engsel merupakan lengan momen [d]. Kemudian, kalau kamu perhatikan rumus di atas, momen gaya [torsi] akan sebanding dengan lengan momen [d] dan gaya [F]. Artinya, semakin besar lengan momen [d] dan gaya yang dikeluarkan, semakin besar pula momen gaya yang dihasilkan. Hal ini yang memudahkan kita untuk membuka atau menutup pintu.
Masih belum paham?
Oke, praktiknya begini, saat kamu membuka atau menutup pintu dengan mendorong atau menarik gagang pintu di bagian ujung atau bagian yang jauh dari engsel, pintu akan lebih mudah terbuka atau tertutup. Kenapa? Karena letak engsel pintu [poros] dengan gagang pintu berjauhan [nilai d besar].
Sebaliknya, jika kamu membuka atau menutup pintu dengan gaya yang sama besar dari sebelumnya di bagian tengah atau bagian yang dekat dari engsel, pintu akan lebih sulit terbuka atau tertutup karena letak engsel pintu dengan gagang pintu yang dekat [nilai d kecil].
Perbandingan membuka pintu dari ujung pintu dan tengah pintu
[sumber: CrashCourse via YouTube]
Semakin jauh letak gagang pintu dengan engsel → momen gaya semakin besar → pintu lebih mudah terbuka/tertutup.
Semakin dekat letak gagang pintu dengan engsel → momen gaya semakin kecil → pintu lebih sulit tertutup/terbuka.
Gimana? Sekarang kamu sudah tahu kan kenapa gagang pintu harus diletakkan jauh dari engselnya. Kalau sebelumnya dikatakan, mungkin ada hubungannya dari segi efektifitasnya, itu betul banget. Kenapa? Karena letak gagang pintu yang berjauhan dengan posisi engsel bertujuan untuk meminimalkan gaya yang dikeluarkan. Coba saja kamu praktikan seperti video di atas, pasti kamu akan memerlukan gaya yang lebih besar untuk membuka atau menutup pintu dari tengah atau bagian yang lebih dekat dari engsel.
Baca juga: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal Resonansi Bunyi | Fisika Kelas 11
Apa hanya gagang pintu saja yang ada hubungannya dengan momen gaya [torsi]?
Jawabannya tentu saja TIDAK! Masih banyak penerapan dari prinsip momen gaya yang dapat kamu temukan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya saja seperti gambar berikut ini, lho!
Yeay, Misteri sudah terungkap! Seru ya belajar Fisika! Hal yang nggak kita sadari saja ada hubungannya dengan Fisika. Nah, kalau kamu mau tahu lebih banyak lagi tentang materi Fisika atau materi lainnya, yuk langganan ruangbelajar. Belajar di ruangbelajar itu asik, loh! Materi yang disampaikan nggak bakal ngebosenin karena ada gambar animasi menariknya. Nggak percaya? Makanya, buruan daftar!