rumus torsi

2 Rumus Torsi (Momen Gaya) yang Mudah Dipahami

Artikel ini akan membahas tentang rumus torsi dalam fisika beserta pengertian dan soal dengan pembahasan yang sangat menarik!

Halo, Sobat Zenius! Saat kelas 11 kalian mungkin udah belajar tentang kesetimbangan benda tegar. Video materi di Zenius pun sempet ngebahas soal itu. Bisa kalian tonton di sini. Sekarang gue di sini mau ngebahas lebih lanjut tentang kesetimbangan benda getar yaitu rumus torsi beserta dengan contoh soal yang sangat menarik!

Pengertian Rumus Torsi

Torsi (disebut juga momen gaya) adalah gaya eksternal yang menyebabkan benda bergerak melingkar mengelilingi sumbu putarnya. Torsi memiliki nilai positif jika benda berputar searah dengan putaran jam (clockwise). Sedangkan jika benda berputar dengan arah berlawanan jam (counter clockwise), maka momen gaya atau torsi bernilai negatif. Berikut merupakan ilustrasi torsi atau momen gaya:

ilustrasi rumus torsi
Foto oleh Zenius

Rumus Torsi

Formulasi untuk menghitung torsi atau momen gaya adalah

τ = r × F × sin θ

dengan τ, r, dan F berturut-turut merupakan torsi (Nm), lengan gaya (m), dan gaya (N) yang diberikan kepada benda. Nilai θ merupakan sudut yang dibentuk antara gaya dengan lengan gaya. Berikut ini adalah ilustrasi dari arah torsi, lengan gaya dan gaya:

arah rumus torsi
Foto oleh Zenius

Torsi (momen gaya) adalah ukuran keefektifan gaya yang diberikan atau bekerja pada suatu benda untuk memutar benda tersebut terhadap suatu poros tertentu. Momen gaya menentukan seberapa besar gaya yang diberikan untuk memutar suatu benda terhadap suatu poros tertentu. Perhitungan torsi dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut

Untuk gaya yang bekerja tegak lurus dengan lengan gaya (jarak titik poros ke gaya), torsi dinyatakan sebagai:

τ = F . r

Untuk gaya yang bekerja tegak lurus dengan lengan gaya (jarak titik poros ke gaya) membentuk sudut tertentu (θ), torsi dinyatakan sebagai :

τ = F . d = F . r . sin θ

Momen gaya merupakan besaran vektor sehingga memiliki arah. Torsi akan bernilai positif jika arah putarannya berlawanan dengan jarum jam, sedangkan torsi akan bernilai negatif jika arah putarannya searah dengan jarum jam.

Pemahaman tentang torsi sangat penting untuk menjelajah lebih jauh mengenai kesetimbangan benda tegar. Untuk lebih mendalami materi ini bisa dicoba untuk berlatih dengan soal – soal berikut ini:

Contoh Soal dan Pembahasan Rumus Torsi

  • Sebuah sistem dua roda seporos bebas berotasi terhadap sumbu tanpa gesekan melalui pusat bersama roda dan dikerjakan tegak lurus terhadap bidang kertas. Empat gaya dalam arah tangensial terhadap tepi-tepi roda seperti pada gambar di bawah. Besar momen resultan pada sistem terhadap sumbu adalah?
contoh soal rumus torsi
Foto oleh Zenius

Pembahasan:

Jika titik poros terdapat pada pusat lingkaran, maka terdapat empat buah gaya yang bekerja, sehingga gaya dan jarak yang bekerja pada batang adalah

contoh jawaban rumus torsi
Foto oleh Zenius

τ = τ1 ​+ τ2 ​+ τ3 ​+ τ4

τ = −3F × 3R + F × 3R + 2F × 2R + 2F × 3R

τ = −9FR + 3FR + 4FR + 6FR

τ = 4FR

(nilai positif menandakan arah torsi berlawanan arah jarum jam)

  • Perhatikan gambar berikut!
Contoh soal rumus torsi
Foto oleh Soalfismat

Jika massa batang diabaikan, besar momen gaya terhadap titik C adalah?

Pembahasan:

Disumbu rotasi C, gaya F1 dan F2 menyebabkan batang berputar searah jarum jam sehingga T1 dan T2 positif sedangkan gaya F3 menyebabkan batang berputar berlawanan arah jarum jam sehingga T3 negatif. Jadi, besar momen gaya di titik C sebagai berikut:

T = T1 + T2 – T3

T = F1.L1 + F2.L2 – F3.L3

T = 4 N . 2 m + 6 N .1 m sin 30o – 6 N . 2 m

T = 8 Nm + 3Nm – 12 Nm

T = -1 Nm

Jadi, besar torsi di titik C = -1 Nm. Negatif menunjukkan batang berputar berlawanan arah jarum jam.

Terima kasih karena telah membaca artikel tentang rumus torsi ini hingga tuntas. Gue harap kalian semua jadi paham dan bisa ngebantai semua soal berisikan rumus torsi dengan mudah. Jadi, lo bisa lebih mendalami materi tentang kesetimbangan benda tegar di sekolah deh! Sampai bertemu di artikel selanjutnya ya!

Baca Juga Artikel Fisika Lainnya

Rumus Panjang Gelombang dalam Fisika Beserta 3 Contoh Soal

9 Rumus Momen Inersia dan 4 Contoh Soal

Rumus Dimensi dalam Fisika Beserta 9 Contoh Soal

Bagikan artikel ini: