Torsi Dan Momen Inersia
1. TORSI (MOMEN GAYA)
a. Pengertian Torsi (Momen gaya)
Torsi disebut juga Momen Gaya. Torsi atau Momen Gaya adalah besaran yang menyatakan
kecenderungan suatu gaya untuk memutar benda terhadap suatu titik poros.
Jika gaya
menyebabkan benda bergerak berputar, maka gaya tersebut memiliki torsi
atau momen gaya.
 |
| (Sumber gambar: The Engineering Projects) |
b. Rumus Torsi/Momen Gaya
Keterangan:
= momen gaya (N·m)
= besar gaya (N)
= lengan gaya, jarak dari titik poros ke
titik kerja gaya (m)
= sudut antara arah gaya dan lengan gaya
Untuk gaya yang
tegak lurus lengan gaya:
c. Faktor Torsi/Momen Gaya
- Besar gaya. Semakin besar
gaya yang bekerja, maka torsi makin besar.
- Jarak dari poros (lengan
gaya). Semakin panjang jarak dari poros, semakin besar torsinya.
- Sudut gaya terhadap lengan
gaya.
2. MOMEN INERSIA
a. Pengertian Momen Inersia
Momen inersia
adalah ukuran/tingkat kelembaman rotasi benda terhadap perubahan kecepatan
sudut. Semakin besar momen inersia sebuah benda, maka semakin sulit benda
diputar.
Analogi: momen
inersia dalam gerak rotasi = massa dalam gerak lurus.
b. Rumus Umum Momen Inersia
Keterangan:
= momen inersia (kg·m²)
= massa elemen kecil
= jarak elemen kecil dari sumbu rotasi
c. Momen Inersia untuk Benda Beraturan
Beberapa
bentuk umum:
|
Benda |
Sumbu |
Rumus Momen Inersia |
|
Batang panjang L |
poros
di ujung |
|
|
Batang panjang L |
poros
di tengah |
|
|
Cakram pejal |
pusat,
jari-jari R |
|
|
Silinder pejal |
pusat |
|
|
Bola pejal |
pusat |
|
|
Cincin (piringan tipis) |
pusat |
|
3. HUBUNGAN TORSI, PERCEPATAN SUDUT DAN MOMEN INERSIA
Keterangan:
= percepatan sudut (rad/s²)
4. ENERGI KINETIK ROTASI
Keterangan:
= energi kinetik rotasi (J)
= kecepatan sudut (rad/s)
5. CONTOH SOAL
Soal 1 – Torsi
Sebuah kunci pas sepanjang 0,25 m digunakan untuk
membuka baut. Jika gaya 40 N diberikan tegak lurus, berapa torsinya?
Pembahasan:
Jawaban: 10 N·m
Soal 2 – Torsi dengan Sudut
Gaya 30 N
bekerja pada lengan 0,2 m dengan sudut 30°. Hitung torsinya.
Pembahasan:
Jawaban: 3 N·m
Soal 3 – Momen Inersia Batang
Sebuah batang
panjang 2 m dan massa 3 kg berputar pada salah satu ujungnya. Hitung momen inersianya.
Pembahasan:
Jawaban: 4 kg·m²
Soal 4 – Energi Kinetik Rotasi Cakram
Cakram
bermassa 4 kg dan radius 0,5 m berputar dengan 
. Hitung energi kinetik rotasinya.
Pembahasan:
Cakram pejal →
Jawaban: 25 J
Soal 5 – Hubungan Torsi dan Percepatan Sudut
Sebuah roda
memiliki momen inersia 2 kg·m². Jika torsi sebesar 6 N·m diberikan, hitung
percepatan sudutnya.
Pembahasan:
