Dalam ilmu fisika terdapat momen gaya atau torsi, untuk menghitung benda berputar pada porosnya. Materi tentang torsi terdapat pada pelajaran kesetimbangan benda tegar.
Rumus torsi yaitu momen gaya sama dengan jarak vektor dikali vektor gaya. Rumus torsi ini untuk mengukur benda berputar searah putaran jam. Umumnya torsi adalah gaya eksternal yang menyebabkan benda bergerak sesuai sumbu.
Pengertian Torsi
Momen gaya atau torsi adalah besaran gaya yang bekerja sampai mengakibatkan benda bergerak melingkar. Benda tersebut bergerak pada suatu poros. Torsi memiliki nilai positif jika benda berputar searah putaran jam (clockwise).
Sedangkan benda berputar dengan arah berlawanan jam (counter clockwise), nilainya negatif. Dalam fisika, torsi disimbolkan dengan huruf Yunani T (dibaca tau). Sedangkan dalam Sistem Satuan Internasional (SI), satuan momen gaya adalah Newton meter (Nm).
Satuan gaya ini mirip dengan besaran usaha dan energi. Perlu diketahui momen gaya bukanlah usaha atau energi. Sehingga satuannya tetap ditulis dengan Newton meter (Nm).
Contoh sederhana torsi adalah gerakan pintu. Mengutip dari Fisika.co.id, gerakan pintu terbuka dan tertutup memiliki poros. Berikut penjelasannya:
- Gagang pintu titik B berada di bagian ujung
- Gagang pintu titik A berada dekat dengan poros
- Ketika membuka memutar gagang pintu, lebih mudah dari titik B.
- Alasannya karena torsi di titik B lebih besar dibanding momen gaya titik A, meski besaran gaya yang diberikan juga sama.
- Selain itu titik B berada di jarak lebih jauh dari A. Sehingga momen gaya lebih besar.
Rumus Torsi
Rumus Momen Gaya yaitu:
τ = F . r
Keterangan:
τ = momen gaya (Nm)
r = jarak vektor (m)
F = vektor gaya (N)
Ada juga gaya yang bekerja tegak lurus dengan lengan gaya. Rumus ini dipakai ketika jarak titik poros ke gaya membentuk sudut tertentu. Rumusnya yaitu:
τ = r × F × sin θ
keterangan:
τ = momen gaya (Nm)
r = jarak vektor (m)
F = vektor gaya (N)
sin θ = sudut yang dibentuk antara r dan F
Jika r dan sin θ adalah lengan momen (l), maka rumus torsi menjadi hasil kali antara gaya dan torsi. Rumusnya adalah:
τ = F.I
Keterangan:
τ = momen gaya (Nm)
F = vektor gaya (N)
I = lengan momen (m)
Contoh Soal Torsi
Sebuah tongkat panjangnya 100 cm. Ada dua gaya yang sama besarnya sesuai gambar. Maka berapa berat beban supaya sistem dalam keadaan seimbang?
Jarak AO=OC= 2m
Jarak OB=OA
OB = 1m
FB = 5N
Fc = 2N
Maka ∑τ = 0
-τAO+τOB+τOC = 0
-WA rOA+ FB rOB + FC rOC = 0
WA rOA = FB rOB + FC rOC
WA 2 = 5 1 + 2 2
WA = 9/2
WA = 4,5 N
Jadi berat beban untuk membuat sistem sitimbang ialah seberat 4,5 N