Artikel ini menjelaskan apa itu pasangan gaya dan cara menghitung momen pasangan gaya. Selain itu, Anda akan menemukan sifat torsi dan contoh nyata cara melakukan penghitungan.
Apa itu pasangan kekuatan?
Pasangan gaya adalah suatu sistem yang dibentuk oleh dua gaya sejajar yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Selain itu, gaya dari sepasang gaya menghasilkan gerak rotasi pada suatu benda.
Misalnya, saat Anda memutar setir mobil dengan kedua tangan, Anda memberikan sejumlah gaya pada setir.
Karakteristik penting dari sepasang gaya adalah bahwa gaya yang dihasilkan sistem adalah nol, karena kedua gaya yang diterapkan mempunyai arah dan intensitas yang sama tetapi arahnya berlawanan. Oleh karena itu, sistem ini berada dalam keseimbangan kekuatan.
Dalam fisika, pasangan gaya disebut juga torsi atau sederhananya torsi.
Momen beberapa kekuatan
Sepasang gaya menghasilkan momen pada benda yang diterapkan. Momen sepasang gaya sama dengan besar gaya dalam sistem dikalikan jarak yang memisahkan kedua gaya tersebut.
Momen (atau torsi) total dari sepasang gaya di pusat benda tegar dihasilkan oleh kedua gaya tersebut. Dan karena kedua gaya mempunyai modulus yang sama tetapi arahnya berlawanan, maka keduanya menghasilkan momen yang besarnya sama dan arahnya sama.
Oleh karena itu, sangat mudah untuk mendemonstrasikan rumus sepasang gaya; cukup dengan menambahkan nilai dua momen yang dihasilkan oleh gaya-gaya tersebut:
![\begin{aligned}M&=F_1\cdot \cfrac{d}{2}+F_2\cdot \cfrac{d}{2} \\[1ex]&=F_1 \cdot \cfrac{d}{2 }+F_1 \cdot \cfrac{d}{2}\\[2ex] & = F_1\cdot d \\[2ex] &=F_2 \cdot d\end{aligned}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-53292e4f614aab20c7e39bb481567ddc_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Momen sepasang gaya menimbulkan gerak rotasi suatu benda, sehingga tidak berada dalam kesetimbangan rotasi. Dengan kata lain, benda tegar berada dalam keseimbangan gaya tetapi tidak dalam keseimbangan momen.
Contoh beberapa kekuatan
Dengan mengetahui definisi sepasang gaya, kita akan melihat contoh bagaimana momen sepasang gaya dihitung untuk menyelesaikan asimilasi konsep tersebut.
- Hitunglah momen yang dihasilkan oleh sepasang gaya sebesar 16 N yang dipisahkan sejauh 3 m.
Untuk menentukan momen gaya torsi latihan, kita harus menerapkan rumus yang kita lihat pada bagian di atas:
Dan sekarang kita cukup mengganti data dari soal ke dalam rumus dan menghitung momen pasangan gaya:
Sifat torsi gaya
Secara umum force couple mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
- Sepasang gaya dapat ditransfer mengikuti arah gaya-gaya sistem dan efek yang ditimbulkannya tidak berubah.
- Anda juga dapat mentransfer sepasang gaya ke bidang paralel lainnya, karena efek yang dihasilkan akan sama.
- Ketika benda tegar berputar pada titik tengah, sepasang gaya dapat diubah menjadi gaya tunggal yang ekuivalen yang menghasilkan momen yang sama.
- Secara matematis, sepasang gaya dapat digantikan oleh sistem ekuivalen dengan gaya yang besarnya berbeda dan panjang lengan yang berbeda, hal ini cukup untuk kekal momen gaya yang dihasilkan.