Pengertian Momen Gaya, Rumus, dan Contoh Soal

Ilustrasi Rumus Fisika. (Foto: https://pixabay.com)

Dikutip dari buku Fisika SMA/MA Kls XI (Diknas) yang ditulis oleh Goris Seran (2007: 159), pengertian momen gaya (torsi) dapat dianalogikan dengan gaya untuk gerak rotasi. Seperti gerak translasi, torsi mengakibatkan percepatan sudut. Momen gaya dapat dijelaskan pada ilustrasi ketika seorang anak mendorong pintu dengan gaya yang sama besar dan tegak lurus terhadap pintu pada beberapa titik pintu. Tepi luar merupakan titik di mana anak tersebut dapat mendorong pintu dengan percepatan maksimum sampai terbuka. Ilustrasi tersebut menunjukkan bahwa bukan hanya gaya yang menyebabkan terjadinya rotasi.

Pengertian Momen Gaya, Rumus, dan Contoh Soal

Rumus torsi atau momen gaya berikut ini:

τ = r x F

Penjelasan:

τ adalah torsi atau momen gaya (Nm)

r adalah lengan gaya (m)

F adalah gaya yang diberikan tegak lurus dengan lengan gaya (N)

Apabila gaya yang bekerja pada lengan gaya tidak tegak lurus, maka besar torsinya adalah: τ = r F sinθ, yang mana θ adalah sudut antara gaya dengan lengan gaya.

Contoh Soal Momen Gaya

Gaya F1, F2, F3, dan F4 bekerja pada batang ABCD seperti pada gambar.

Soal Momen Gaya. (Foto: UNAS 2009)

Jika massa batang diabaikan maka nilai momen gaya terhadap titik A adalah ….

A. 15 Nm

B. 18 Nm

C. 35 Nm

D. 53 Nm

E. 68 Nm

Pembahasan:

Momen gaya adalah gaya yang diperlukan untuk berotasi terhadap suatu poros. Pada contoh soal di atas, yang bertindak sebagai poros adalah titik A. Berarti gaya yang bekerja pada titik A, yaitu F1, akan mati (tidak berfungsi).

Dengan pusat rotasi di titik A, batang akan berotasi berlawanan arah jarum jam bila F3 bekerja dan berputar searah jarum jam bila F2 dan F4 bekerja.

Besar momen gaya di titik A merupakan resultan dari momen gaya yang bekerja pada benda tersebut. Anggap arah rotasi yang searah putaran jarum jam bernilai positif dan yang berlawanan bernilai negatif. Diperoleh:

ΣτA = F2 × RAB + F4 × RAD − F3 × RAC

= 4 × 2 + 10 × 6 − 5 × 3

= 8 + 60 − 15

= 53

Jadi, nilai momen gaya terhadap titik A adalah 53 Nm (D).

Itulah pengertian momen gaya, rumus, dan contoh soal yang dipelajari dalam mata pelajaran fisika. Selamat belajar! (CL)

Baca Juga: Gaya: Pengertian, Contoh dan Jenis-jenisnya