LIRIK LAGU : Contoh Dinamika Rotasi Memilih Resultan Momen Gaya

- Contoh soal dan pembahasan perihal dinamika rotasi, memilih resultan momen gaya yang bekerja pada suatu benda. Tiga buah gaya F₁ = 30 N, F₂ = 10 N, dan F₃ = 25 N bekerja pada sebuah batang PQ yang panjangnya 2 m dan massanya diabaikan menyerupai terlihat pada gambar di bawah. Jika panjang PO = OQ, maka resultan momen gaya yang bekerja pada batang terhadap ujung P sebagai porosnya yakni ....
A. 40 Nm searah putaran jam
B. 40 Nm berlawanan jarum jam
C. 50 Nm searah putara jam
D. 50 Nm berlawanan jarum jam
E. 60 Nm searah putaran jam

Pembahasan :
Dik : F₁ = 30 N, F₂ = 10 N, F₃ = 25 N
Dit : ∑τ = .... ?

Untuk menuntaskan soal ini, Sobat Tafso harus memahami kembali konsep dinamika rotasi khusunya perihal momen gaya atau torsi.

Momen gaya yakni besaran yang bekerja pada suatu benda dan menjadikan benda berputar terhadap titik tertentu yang disebut titik poros.

Secara matematis, besar momen gaya yakni hasil kali gaya dengan lengan momen.

τ = F . d

Keterangan :
τ = momen gaya yang bekerja (Nm)
F = gaya yang tegak lurus lengan momen (N)
d = panjang lengan momen (m).

Nah pada keterangan di atas, sanggup Sobat Tafsi lihat bahwa rumus tersebut berlaku hanya untuk gaya yang bekerja tegak lurus dengan lengan momen.

Lalu bagaimana bila gaya yang bekerja tidak tegak lurus dengan lengan momennya?

Jika gaya yang bekerja membentuk sudut lebih kecil dari 90^o atau tidak tegak lurus dengan momen gaya, maka gaya tersebut harus diuraikan terlebih dahulu.

Penguraian gaya mengikuti konsep penguraian vektor. Jadi, gaya tersebut kita uraikan terlebih dahulu ke sumbu x dan sumbu y.

Lalu apa yang dimaksud dengan lengan momen?

Lengan momen yakni jarak antara titik poros dengan titik di mana gaya bekerja. Jadi, panjang lengan momen tergantung pada letak porosnya.

Sekarang mari kita tinjau gambar untuk soal di atas.

soal dan pembahasan perihal dinamika rotasi CONTOH DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN RESULTAN MOMEN GAYA" border="0" data-original-height="208" data-original-width="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5VUYsDYzUL-5SmJMfM6vzcAGlMw0LNsnleHoki7Q_bwtXBnFuIHTbHgxqVhUk1J73qqHdtpVejHlP2PwaH6VUxHwHOYkBQPf4ng272gi4N2PbVvqCtfqGsDiikAdbd-_op0s4NsejfF02/s1600/contoh-momen-gaya-1.jpg" title="CONTOH DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN RESULTAN MOMEN GAYA" />

Pada gambar di atas sanggup Sobat Tafsi lihat titik-titik dimana gaya bekerja, yaitu titik P, titik O, dan titik Q.

Untuk memahami cara memilih panjang lengan momen, mari kita ambil pola panjang lengan momen untuk gaya ketiga (F₃).

Jika titik porosnya yakni titik P (batang diputar terhadap titik P), maka panjang lengan momen untuk F₃ adalah panjang PQ yaitu 2 m.

Jika titik porosnya yakni titik O (batang diputar terhadap titik O), maka panjang lengan momen untuk F₃ adalah panjang OQ yaitu 1 m.

Jika titik porosnya yakni titik Q (batang diputar terhadap titik Q), maka panjang lengan momen untuk F₃ adalah 0.

Oke, hingga di sini, Sobat Tafsi sudah paham kan bagaimana cara memilih panjang lengan momen?

Nah, kini kita lanjut ke pembahasan soal. Pada soal, gaya ketiga (F₃) membentuk sudut 53o terhadap horizontal, maka harus kita uraikan terlebih dahulu.

Berikut penguraian gaya F₃ ke sumbu x dan sumbu y.

soal dan pembahasan perihal dinamika rotasi CONTOH DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN RESULTAN MOMEN GAYA" border="0" data-original-height="208" data-original-width="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiStQfknQMbJVflwIHMxMRfIm_2BKMJ5__521UHsJiRTowi_15QuBwcGVImDpGJHC0w5_cN2mLVbkW0mpYXWD7lTDieSDy8T3NlQp39s5iA9sXjiOiP-c6MFjsxirzmmhvIDPJeTr56p8Xw/s1600/contoh-momen-gaya-2.jpg" title="CONTOH DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN RESULTAN MOMEN GAYA" />

Nah, dari gambar di atas, sanggup Sobat Lihat bahwa gaya yang tegak lurus terhadap lengan momen yakni F₁, F₂, dan F₃y.

Selanjutnya, mari kita lihat panjang lengan untuk masing-masing gaya.

Untuk gaya F₁:
⇒ d₁ = 0

Untuk gaya F₂ :
⇒ d₂ = PO
⇒ d₂ = 1 m

Untuk gaya F_3y :
⇒ d₃ = PQ
⇒ d₃ = 2 m

Langkah berikutnya, kita perhatikan arah gayanya. Jika momen gaya menjadikan batang berputar searah jarum jam, maka nilai momen gaya positif.

Sebaliknya, bila momen gaya menjadikan batang berputar berlawanan arah jarum jam, maka nilai momen gayanya negatif.

Untuk gaya F₁:
Momen gaya sama dengan nol alasannya yakni panjang lengan sama dengan nol. Itu artinya, momen gaya dari F₁ tidak menjadikan batang berputar.

Untuk gaya F₂ :
Gaya F₂ menghasilkan momen gaya yang memutar batang dalam arah berlawanan dengan arah putaran jarum jam, maka nilainya negatif.

Untuk gaya F_3y :
Gaya F_3y juga menghasilkan momen gaya yang memutar batang dalam arah berlawanan dengan arah putaran jarum jam, maka nilainya juga negatif.

Nah, menurut perjanjian tanda tersebut, maka resultan momen gaya yang bekerja pada benda:
⇒ ∑τ = τ₁ - τ₂ - τ₃
⇒ ∑τ = F₁.d₁ -  F₂.d₂ -  F_3y.d₃

Nah, dari gambar di atas, sanggup dilihat rumus dari F3y, maka persamaannya menjadi:
⇒ ∑τ = F₁.d₁ -  F₂.d₂ -  F₃ sin 53^o.d₃
⇒ ∑τ = 30(0) - 10(1) - 25(0,8)(2)
⇒ ∑τ = -10 - 40
⇒ ∑τ = -50 Nm

Jadi, besar resultan momen gaya yang bekerja pada batang tersebut yakni 50 Nm. Tanda negatif mengatakan arahnya berlawanan dengan putaran jarum jam.

Jawaban : D

Tips edutafsi :
Dalam penyelesaian soal menyerupai ini, bila gaya berada di titik poros, maka momen gayanya sudah niscaya akan sama dengan nol. Jadi, sanggup diabaikan.

Demikian pembahasan pola soal dinamika rotasi, yaitu memilih resultan momen gaya yang bekerja pada suatu batang homogen.

Baca juga : soal-dinamika-rotasi-menentukan-momen-gaya" target="_blank">Contoh Soal dan Pembahasan Momen Gaya.

Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi untuk share ke teman-teman Kalian melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.

Kalau Kalian masih belum paham atau resah dengan pembahasan pola soal di atas, share pertanyaan kalian di komentar.

Untuk pembahasan pola soal dinamika rotasi lainnya, Sobat Tafsi sanggup melihatnya melalui sajian pola soal fisika atau melalui tombol kategori di bawah.