Torsi Moment Gaya Fisika Kelas Xi

TORSI / MOMENT GAYA

Rumus lazim Torsi τ (tau):

τ = F  .  d

τ = F  .  d  sin θ

Ketetapan :

τ (+) è Jika arah putaran searah dengan jarum jam

τ (-) è Jika arah putaran bertentangan dengan arah jarum jam

Contoh Soal :

1. Otot memamerkan gaya keatas sebesar 500 N pada lengan bawah . ditunjukan pada gambar. Tentukan torsi diseitar sumbu rotasi lewat sendi siku, dengan menilai bahwa otot menempel 5,0 cm dari siku...

Penyelesaian :

Diket : F = 500 N

            Θ = 60⁰

          r/d = 5,0 cm = 0,05 m,

ditanyakan :  τ...?

τ = F  .  d  sin θ

   = 500 N .  0,05 m . sin 60⁰

   = 21,65 N

2. Pada suatu mangkuk putar terdapat tiga anak dengan besar gaya masing-masing

F₁ = 50 N              r₁ = 90 cm

F₂ = 20 N              r₁ = 80 cm

F₃ = 40 N              r₁ = 50 cm

Tentukan torsi dari ketiga anak tersebut ...

Dit  : τ .....?

Jika digunakan vektor gaya yang melakukan pekerjaan maka akan terlihat menyerupai gambar

Maka torsi total :

Τ = F₁ r₁ – F₂ r₂ + F₃ r₃

   =  50. 0,9 – 20 . 0,8 + 40 . 0,5

   = 45 – 16 + 20

   = 49 Nm

3. Perhatikan gambar !

Tentukan moment total kepada poros O. Jika jarak OA = 4 m, dan OB = 8 m. Gaya F₁ = 10 N dan F₂ = 6 N

Penyelesaian :

Diket :   F₁ = 10 N

                F₂ = 6 N

                r₁ = 8 m

                r₂ = 4 m

Ditanya : Moment total ...?

τ = τ₁  + τ₂

   = F₁  .  r ₁ sin θ + F₁  .  r₁  sin θ

   = (10 . 8 . 0,6 ) – ( 6 . 4 . 0,5 )

   = 48 – 12  = 36

4. Sebuah penggaris panjang 1 m, pada skala 100 dilakukan pada gaya 0,2 N yang membentuk sudut 37⁰ kepada penggaris. Jika penggaris berputar dengan sumbu putar pada skala 20 , torsi yang dihasilkan gaya tersebut merupakan ...

Penyelesaian :

Diketahui : r = 1 m

                      F = 0,2 N

                    Θ = 37⁰

Ditanya : Torsi yang dihasilkan benda pada skala 20 ....

Dicari dulu torsi yang melakukan pekerjaan pada benda pada skala 100

τ = F  .  d  sin θ

  = 0,2 N  .  1 m  . sin 37⁰

 = 0,2  . 1  . 0,6

 = 0,12 Nm

Torsi yang melakukan pekerjaan pada benda dengan skala 20 merupakan

              Τ₁    =    100

              Τ₂                 20

0,12    =    20

                Τ₂                   100

                Τ₂           =  0,12 x 100

                                     20

               

                 Τ₂         =  12  = 0,6 Nm

                              20

5. Perhatikan gambar  !

Otot memamerkan gaya keatas pada lengan sebesar 300 N.  Dengan menanggap otot menempel 5,0 cm dari siku, torsi disekitar sumbu rotasi lewat sendi siku merupakan ... Nm. ( Tan 53⁰ = 4/3)

Penyelesaian :

Tan 53⁰ = 4/3

Sin  53⁰ = 4/5

 τ = F  .  d  sin θ

    = 300 . 0,05 . 4/5

   = 12 Nm