MOMEN TORSI: KARAKTERISTIK DAN FORMULA, LATIHAN - FISIK - 2025

The torsi , torsi atau momen gaya adalah kemampuan kekuatan yang menyebabkan giliran. Secara etimologis menerima nama torsi sebagai turunan dari kata torsi dalam bahasa Inggris, dari bahasa Latin torquere (memutar).

Torsi (sehubungan dengan titik tertentu) adalah besaran fisik yang dihasilkan dari pembuatan produk vektor antara vektor posisi titik di mana gaya diberikan dan gaya yang diberikan (dalam urutan yang ditunjukkan). Momen ini bergantung pada tiga elemen utama.

Yang pertama dari elemen-elemen ini adalah besarnya gaya yang diterapkan, yang kedua adalah jarak antara titik di mana ia diterapkan dan titik di mana benda berputar (juga disebut lengan tuas), dan elemen ketiga adalah sudut penerapan kekuatan tersebut.

Semakin besar gaya, semakin besar putaran. Hal yang sama terjadi dengan lengan tuas: semakin besar jarak antara titik di mana gaya diterapkan dan titik yang menghasilkan belokan, semakin besar jaraknya.

Tentu saja, torsi menjadi perhatian khusus dalam konstruksi dan industri, serta dalam aplikasi yang tak terhitung jumlahnya untuk rumah, seperti saat mengencangkan mur dengan kunci inggris.

Rumus

Ekspresi matematika dari torsi suatu gaya di sekitar titik O diberikan oleh: M = rx F

Dalam ungkapan ini r adalah vektor yang menghubungkan titik O dengan titik P penerapan gaya, dan F adalah vektor gaya yang diberikan.

Satuan ukur momen adalah N m, yang meskipun secara dimensional ekivalen dengan Joule (J), memiliki arti yang berbeda dan tidak boleh disalahartikan.

Oleh karena itu, modulus torsi mengambil nilai yang diberikan oleh ekspresi berikut:

M = r ∙ F ∙ sin α

Dalam pernyataan ini, α adalah sudut antara vektor gaya dan vektor lengan tuas. Torsi dianggap positif jika tubuh berputar berlawanan arah jarum jam; sebaliknya, nilainya negatif jika berputar searah jarum jam.

Unit

Seperti yang telah disebutkan di atas, satuan pengukuran torsi dihasilkan dari perkalian satuan gaya dan satuan jarak. Secara khusus, Sistem Satuan Internasional menggunakan newton meter yang simbolnya adalah N • m.

Pada tingkat dimensi, newton meter mungkin tampak setara dengan joule; Namun, Juli tidak boleh digunakan untuk mengekspresikan momen. Joule adalah satuan untuk mengukur karya atau energi yang, dari sudut pandang konseptual, sangat berbeda dari momen torsi.

Dengan cara yang sama, momen torsi memiliki karakter vektor, yang merupakan kerja skalar dan energi.

karakteristik

Dari apa yang telah terlihat, berikut ini bahwa torsi suatu gaya terhadap suatu titik mewakili kapasitas suatu gaya atau sekumpulan gaya untuk mengubah rotasi benda tersebut di sekitar sumbu yang melewati titik tersebut.

Oleh karena itu, momen torsi menghasilkan percepatan sudut pada benda dan merupakan besaran dari karakter vektor (sehingga ditentukan dari modul, arah dan rasa) yang ada dalam mekanisme yang telah dikenakan. untuk torsi atau membungkuk.

Torsi akan menjadi nol jika vektor gaya dan vektor r searah, karena dalam hal ini nilai sin α akan menjadi nol.

Torsi yang dihasilkan

Diberikan suatu benda tertentu di mana serangkaian gaya bekerja, jika gaya yang diterapkan bekerja di bidang yang sama, torsi yang dihasilkan dari penerapan semua gaya ini; adalah jumlah momen torsi yang dihasilkan dari setiap gaya. Oleh karena itu, benar bahwa:

M _T = ∑ M = M ₁ + M _{2 +} M ₃ +…

Tentunya perlu memperhatikan kriteria tanda untuk momen torsi, seperti yang sudah dijelaskan di atas.

Aplikasi

Torsi hadir dalam aplikasi sehari-hari seperti mengencangkan mur dengan kunci inggris, atau membuka atau menutup keran atau pintu.

Namun, aplikasinya melangkah lebih jauh; torsi juga ditemukan pada sumbu mesin atau sebagai hasil dari usaha yang dilakukan balok. Oleh karena itu, aplikasinya dalam industri dan mekanik banyak dan beragam.

Latihan terselesaikan

Di bawah ini adalah beberapa latihan untuk memfasilitasi pemahaman tentang hal di atas.

Latihan 1

Diketahui gambar berikut dimana jarak antara titik O dan titik A dan B masing-masing adalah 10 cm dan 20 cm:

a) Hitung nilai modulus torsi terhadap titik O jika gaya 20 N diterapkan pada titik A.

b) Hitung berapa nilai gaya yang diterapkan pada B untuk mencapai torsi yang sama seperti yang diperoleh di bagian sebelumnya.

Larutan

Pertama, lebih mudah mentransfer data ke unit sistem internasional.

r _A = 0,1 m

r _B = 0,2 m

a) Untuk menghitung modulus torsi kami menggunakan rumus berikut:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 N ∙ m

b) Untuk menentukan kekuatan yang diminta, lanjutkan dengan cara yang sama:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,2 ∙ F ∙ 1 = 2 N ∙ m

Memecahkan F kita mendapatkan bahwa:

F = 10 N

Latihan 2

Seorang wanita menggunakan gaya 20 N di ujung kunci pas sepanjang 30 cm. Jika sudut gaya dengan gagang kunci pas adalah 30 °, berapakah torsi pada mur?

Larutan

Rumus berikut diterapkan dan beroperasi:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,3 ∙ 20 ∙ 0,5 = 3 N ∙ m

Referensi

1. Momen kekuatan. (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 14 Mei 2018, dari es.wikipedia.org.
2. Torsi (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 14 Mei 2018, dari en.wikipedia.org.
3. Serway, RA dan Jewett, Jr. JW (2003). Fisika untuk Ilmuwan dan Insinyur. Edisi ke-6 Brooks Cole.
4. Marion, Jerry B. (1996). Dinamika klasik dari partikel dan sistem. Barcelona: Ed. Saya terbalik.
5. Kleppner, Daniel; Kolenkow, Robert (1973). Pengantar Mekanika. McGraw-Hill.