Mengenal Momen Gaya, Rumus Beserta Contoh Soal

Momen gaya merupakan peristiwa fisika yang dekat dengan kita. Sebagian orang mungkin akan familiar dengan kata “gaya” namun momen gaya ini akan dikenali ketika belajar ilmu fisika lebih dalam. Nah, untuk melihat bagaimana peristiwa ini bekerja, tak perlu jauh-jauh ke luar rumah. Ketika kita membuka atau mendorong pintu itu adalah salah satu contoh penerapannya.

Daftar Isi

Lalu, apa sih momen gaya? apakah mempunyai perbedaan mendasar dengan gaya? daripada penasaran, simak penjelasan di bawah ya!

Definisi Momen Gaya

Momen gaya merupakan besaran gaya eksternal yang menyebabkan benda bergerak untuk mengelilingi sumbu putar. Ia biasa dikenal sebagai torsi. Ia juga terbentuk karena adanya interaksi antara gaya dengan lengan gaya pada sumbu putar yang bisa mengakibatkan suatu benda tersebut berputar.

Torsi yang bernilai positif akan membuat benda bergerak melingkar searah dengan jarum jam atau biasa disebut clockwise. Sebaliknya, jika ia bernilai negatif maka ia akan berputar berlawanan dengan arah jarum jam (counter clockwise). Dalam fisika, ia termasuk ke dalam besaran vektor yakni besaran yang mempunyai nilai dan arah.

Rumus Momen Gaya

Seperti penjelasan di atas, secara matematis ia adalah perkalian antara gaya dengan jarak vektor sehingga menghasilkan torsi.

= r . F

Keterangan:

= torsi atau momen gaya (Nm)

r= jarak vektor atau lengan gaya (m)

F= gaya suatu benda (N)

Namun, apabila gaya bekerja pada lengan gaya tidak tegak lurus atau bersudut. Maka, torsinya adalah:

= r . F . sin

Keterangan:

sin = sudut antara gaya dengan lengan gaya.

Peristiwa Momen Gaya di Kehidupan Sehari-Hari

Berikut adalah beberapa peristiwa torsi yang biasa kalian temui sehari-hari.

Mendorong pintu merupakan salah satu peristiwa momen gaya. Hal ini dapat dijelaskan karena kita mengetahui jika letak engsel pintu berada di pangkal pintu sementara gagang pintu terletak di sisi tepi pintu. Maka pintu akan mudah untuk terbuka karena jarak antara keduanya cukup jauh.
Penggunaan palu. Pasti kalian tidak asing kan dengan perkakas satu ini kan? meskipun kalian bukan anak pertukangan. Untuk memudahkan kalian menggunakan palu maka pegang bagian pegangan ujung, sehingga titik beban berupa mata palu bisa mengayun dengan leluasa untuk menancapkan paku.
Selanjutnya adalah katrol. Alat pengerek ini didesain sedemikian rupa berdasarkan ukuran katrol. Semakin besar ukurannya, maka nilai torsi semakin besar pula. Tujuan dari pemilihan kerek timba yang sesuai dengan ukurannya adalah mempermudah dalam pengambilan air dalam timba.

Contoh Soal Momen Gaya dan Pembahasan

Berikut adalah latihan soal beserta pembahasannya, antara lain:

Soal 1

Sebuah batang homogen AB memiliki panjang 5 meter dengan titik poros berada di A, lalu diberikan gaya 25 N serta membentuk sudut siku-siku. Berapakah nilai torsinya?

Cara penyelesaian:

Dik:

r = 5 meter

F = 25 N

Dit: ?

Jawab:

= r . F . sin

= 5 m. 25 N .sin 90°

= 125Nm .1

= 125 Nm

Jadi, besar torsinya adalah 125 Nm

Soal 2

Perhatikan gambar diatas, diketahui jika gaya suatu benda tersebut adalah 50 N, panjang lengan gaya berkisar 10 m. Ternyata lengan gaya tersebut tidak bekerja pada garis tegak lurus yakni sebesar 60° . Hitung berapa besar torsi pada benda tersebut?

Cara penyelesaian:

Dik:

r = 10 meter

F = 50 N

Dit: ?

Jawab:

= r . F . sin

= 10 m. 50 N .sin 60°

= 500Nm .123

= 2503 Nm

Jadi, besar torsinya adalah 2503 Nm

Kesimpulan

Nah, itulah pembahasan lengkap mengenai momen gaya. Rumus-rumus momen gaya tersebut bisa kalian pelajari sendiri beserta latihan soal. Salah satu tujuan kita belajar mengenal torsi adalah mempermudahkan kita dalam memecahkan permasalahan di kehidupan sehari-hari.

Semoga bermanfaat!