Momen gaya atau torsi adalah suatu bagian penting yang wajib Anda pahami dalam satuan ilmu fisika. Torsi memiliki keterkaitan yang erat dengan dinamika rotasi dan juga benda tegar. Dalam gerak rotasi dari suatu benda, torsi merupakan asas sebab akibat serta alasan mengapa benda tersebut dapat berputar.
Selain itu, dalam kehidupan sehari-hari torsi juga memiliki peran penting terutama dalam alat bantu pegas yang mampu menggerakan suatu objek. Lantas, apa itu torsi? Artikel ini akan membahasnya secara lengkap. Mari simak sampai habis!
Daftar ISI
Pengertian Momen Gaya atau Torsi
Torsi atau momen gaya adalah suatu besaran yang dapat menimbulkan rotasi terhadap suatu benda tertentu. Selain itu, torsi adalah besaran yang notabenenya dipengaruhi oleh lengan atau dorongan dari gaya lain. Umumnya, torsi dapat Anda tulis dengan lambang simbol τ.
Contohnya ketika Anda mendorong pintu agar terbuka. Gaya yang Anda butuhkan untuk mendorong pintu tersebut berbeda ketika Anda membukanya pada ujung pintu dan bagian tengah pintu. Gaya yang Anda butuhkan saat mendorong pintu pada bagian tengah jauh lebih mudah jika dibandingkan mendorongnya pada ujung pintu.
Kemudian, suatu benda diberi gaya sebesar F dan menyebabkan benda tersebut memiliki percepatan. Maka, arah gaya yang masuk ke dalam benda tersebut akan mempengaruhi arah percepatan benda.
Lalu, benda pun akan bergerak dan berotasi ketika terkena torsi. Selain itu, torsi juga dipengaruhi oleh gaya yang dikeluarkan serta jarak dari letak gaya dengan sumbu putarannya.
Torsi sendiri memiliki dua jenis yang berbeda, yakni negatif dan positif. Apabila pada suatu benda bekerja pada beberapa momen gaya dalam satu bidang tertentu. Maka, resultan dari torsinya akan menghasilkan jumlah angka aljabar dari kumpulan momen-momen torsi tersebut.
Rumus Torsi
Besar momen gaya adalah dapat terhitung dengan cara mengalikan antara gaya yang bekerja (F) dengan lengan gaya (L) yang terbentuk secara tegak lurus. Berdasarkan pengertiannya, berikut ini adalah rumus torsi F terhadap titik O dan merupakan hasil dari kali silang antara (L) dengan (F):
τ = L x F
Dari rumus tersebut, besar gaya yang diberikan dari suatu benda terhadap (L) atau lengan gaya notabenenya tidak selalu berbentuk tegak lurus. Namun, apabila gaya yang diberikan berbentuk sudut tertentu, maka rumus menghitung torsi dapat juga menggunakan rumus sebagai berikut:
τ = L x F sin θ
Keterangan:
τ = Besar momen gaya (N.m).
L = panjang lengan gaya (m).
F = besar gaya yang diberikan terhadap benda (N)
θ = satu sudut yang terbentuk antara arah gaya dengan arah lengan gaya
Panjang lengan gaya (L) adalah panjang garis yang ditarik secara perlahan dari titik sumbu rotasi hingga membentuk potongan tegak lurus terhadap suatu garis gaya.
Kemudian, apabila gaya tegak lurus dan lengan gaya memiliki bentuk yang sama, maka sudut yang akan terbentuk adalah bernilai 90⁰. Nah, nilai sin 90⁰ = 1. Apabila saat gaya tegak lurus bekerja terhadap lengan gaya, maka besar momen torsi yang terjadi pada batang akan memiliki nilai maksimal.
Begitupun sebaliknya, apabila gaya F berbentuk sejajar dengan τ. Maka, nilai dari sin θ adalah 0. Hasilnya, besar nilai torsi yang terbentuk dari momen tersebut adalah 0 atau tidak terjadi gaya apapun yang menyebabkan suatu benda tidak dapat berotasi.
Contoh Aktivitas Momen Gaya dalam Kehidupan Sehari-hari
Setelah mengetahui bahwa momen gaya adalah besaran aksi yang menimbulkan gerakan maupun rotasi. Berikut ini adalah beberapa contoh aktivitas torsi dalam kehidupan sehari-hari:
1. Aktivitas Mengencangkan serta Mengendurkan Baut
Salah satu contoh momen gaya dalam kehidupan sehari-hari adalah saat Anda melakukan aktivitas mengencangkan atau mengendorkan baut pada sumbu kerjanya.
Pada dasarnya, mengencangkan baut jauh lebih mudah dilakukan daripada saat Anda mengendorkannya. Terdapat dua cara yang bisa Anda lakukan untuk mengencangkan baut tersebut, yakni:
- Menggunakan lengan gaya yang panjang.
- Menggunakan gaya yang besar.
2. Aktivitas Memutar Gagang Pintu
Meskipun terlihat sederhana, faktanya aktivitas memutar atau membuka gagang pintu merupakan salah satu contoh torsi dalam kehidupan sehari-hari. Seperti yang sudah Anda baca sebelumnya, ketika akan memutar gagang pintu, maka Anda memberi suatu gaya di gagang tersebut.
Kemudian, untuk menghasilkan momen gaya yang paling besar, sebaiknya tangan Anda memutar gagang pada titik terjauh dari poros inti dari gagang tersebut. Ketika memberikan torsi paling besar, maka gagang pintu akan jauh lebih ringan ketika Anda hendak memutarnya dari poros.
3. Permainan Jungkat Jungkit
Contoh momen gaya selanjutnya adalah permainan jungkat-jungkit. Di mana, poros dalam permainan jungkat-jungkit ini berada pada titik tumpunya. Sementara, titik bekerjanya torsi terletak pada kedua ujung papan yang dinaiki oleh anak-anak. Sehingga, lengan gaya adalah jarak dari masing-masing anak ke titik tumpu torsi.
Apabila pemain duduk pada posisi yang jauh dari porosnya atau mungkin mundur ke belakang, besaran torsi dari pemain juga akan jadi semakin besar. Sehingga, jungkat-jungkit pun dapat berputar stabil ke arah pemain tersebut.
4. Aktivitas Torsi pada Katrol
Katrol adalah sebuah pesawat sederhana yang umumnya digunakan orang untuk mengangkat suatu beban. Alat ini memiliki cara kerja, yaitu berotasi pada sebuah poros inti. Rotasi katrol terbentuk dari hasil gaya tarikan pada tali yang terdapat di sepanjang alur tepi terluar katrol.
Kemudian, jarak lingkaran tali dari porosnya akan menjadi penentu terhadap besar kecilnya torsi yang bisa dihasilkan. Ketika seseorang menarik tali pada katrol, maka akan menimbulkan gesekan gaya yang menyebabkan terjadinya gerak.
Selain itu, semakin besar gaya tarikan yang diberikan terhadap tali katrol, akan semakin cepat juga gerakan yang muncul akibat aktivitas katrol tersebut.
Contoh Soal Momen Gaya
Setelah mengetahui pengertian, rumus, dan contoh aktivitas yang menghasilkan gaya torsi. Tentu, Anda penasaran dengan contoh soalnya. Karena itu, berikut adalah contoh soal momen torsi yang umum dalam ujian fisika:
Sebuah permainan jungkat-jungkit dinaiki oleh dua orang pemain, yakni Andi dan Dono. Kemudian, kedua anak tersebut memiliki berat masing-masing, Andi 20 kg dan Dono 25 kg. Lalu, jarak antara Andi dan Dono dari titik tumpu adalah 0,8 m dan 1 m. Tentukan berapa gaya torsi dari Andi dan Dono?
Jawab:
Torsi dari Andi:
τA = LA x FA
τA = LA x mA x g
τA = 0,8 m x 20 kg x 10 m/s2
τA = 160 Nm
Torsi dari Dono:
τD = LD x mD x g
τD = 1 m x 25 kg x 10 m/s2
τD = 250 Nm
Sudah Paham Tentang Apa itu Momen Gaya?
Nah, itulah penjelasan mengenai gaya torsi menurut ilmu fisika. Intinya, torsi atau momen gaya adalah suatu besaran yang menghasilkan gerakan atau rotasi dari suatu objek atau benda tertentu. Fungsinya untuk menggerakan dan memutar rotasi benda agar menghasilkan gerak yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.
