Torsi
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| torque/tɔːk/ | tork |
| lever arm/ˈliːvə ɑːm/ | lengan tuas |
| vector product/ˈvektə ˈprɒdʌkt/ | perkalian vektor |
| net torque/net tɔːk/ | torsi bersih |
Mengapa kunci pas panjang mengalahkan yang pendek
- Baut macet tidak akan bergerak dengan kunci pas pendek, tetapi yang panjang bisa membukanya dengan mudah.
- Gaya yang sama dari tangan Anda -- namun hasil yang sepenuhnya berbeda.
- Perbedaannya terletak pada di mana dan bagaimana Anda mendorong relatif terhadap poros.
- Efek memutar ini memiliki nama dan rumus.
Torsi adalah pemutaran
- Torsi mengukur seberapa kuat gaya memutar sesuatu tentang sebuah sumbu:
- $r$ adalah jarak dari sumbu, $\theta$ adalah sudut antara gaya dan garis tersebut.
- Jarak lebih jauh, atau dorongan lebih tegak lurus, berarti torsi lebih besar.
Gaya $20\ \text{N}$ mendorong tegak lurus terhadap kunci pas $0.25\ \text{m}$ dari baut. Berapa torsi yang dihasilkan (dalam N·m)?
$\tau = rF\sin 90^\circ = 0.25 \times 20 \times 1 = 5\ \text{N}\cdot\text{m}$.
Gaya $20\ \text{N}$ yang sama pada $0.25\ \text{m}$ kini bekerja pada jarak $30^\circ$ dari kunci pas. Berapa torsi (dalam N·m)?
$\tau = rF\sin 30^\circ = 0.25 \times 20 \times 0.5 = 2.5\ \text{N}\cdot\text{m}$ -- hanya komponen tegak lurus yang dihitung.
Lengan tuas
- Lengan tuas adalah jarak tegak lurus dari sumbu ke garis kerja gaya.
- Torsi sama dengan gaya dikali lengan tuas -- lengan tuas yang lebih panjang menang.
- Itu sebabnya kunci pas panjang bekerja dan mendorong dekat engsel tidak.
Jarak tegak lurus dari sumbu ke garis kerja gaya disebut lengan tuas ____.
Torsi = gaya dikali lengan tuas; lengan tuas yang lebih panjang menghasilkan torsi yang lebih besar.
Torsi sebagai vektor
- Lebih lengkapnya, torsi adalah produk vektor $\vec{\tau} = \vec{r}\times\vec{F}$.
- Arahnya terletak sepanjang sumbu, ditemukan dengan aturan tangan kanan.
- Magnitudonya tetap $rF\sin\theta$.
Torsi dan prinsip momen
Torsi adalah gaya dikali jarak dari poros. Imbangkan efek putaran di setiap sisi.
Pilih semua pernyataan yang benar tentang torsi.
Dua definisi pertama mendefinisikan torsi. Gaya sepanjang jari-jari memberikan torsi nol, bukan maksimum.
Torsi bersih
- Torsi bersih tentang sebuah sumbu adalah jumlah dari semua torsi pada benda.
- Torsi berlawanan arah jarum jam dan searah jarum jam memiliki tanda yang berlawanan.
- Dorongan jauh dari sumbu dan tegak lurus terhadap $r$ menghasilkan torsi terbesar.
Gaya yang mendorong lurus menuju sumbu menghasilkan...
Dengan $\theta = 0$, $\sin 0 = 0$, maka torsi adalah nol -- mendorong sejajar jari-jari tidak dapat memutar benda.
Untuk mendapatkan torsi terbesar dari gaya tetap, terapkan gaya tersebut...
Torsi $rF\sin\theta$ paling besar untuk jari-jari $r$ dan sudut $\theta = 90^\circ$ yang besar -- jauh keluar dan tegak lurus.
Anda mendorong pintu dengan $10\ \text{N}$ di gagang, $0.8\ \text{m}$ dari engsel, tegak lurus terhadap pintu.
- Torsi: $\tau = rF\sin 90^\circ = 0.8 \times 10 \times 1 = 8\ \text{N}\cdot\text{m}$.
- Mendorong pada $30^\circ$ sebaliknya dan itu turun menjadi $0.8 \times 10 \times 0.5 = 4\ \text{N}\cdot\text{m}$.
Hanya komponen tegak lurus dari gaya yang menghasilkan torsi. Dorongan lurus menuju sumbu ($\theta = 0$) menghasilkan $\sin 0 = 0$ -- nol torsi, tidak peduli seberapa keras Anda mendorong. Mendorong sepanjang jari-jari tidak membantu memutar benda.
Torsi $\tau = rF\sin\theta$ (atau produk vektor $\vec{r}\times\vec{F}$) mengukur efek memutar dari suatu gaya. Sama dengan gaya dikali lengan tuas (jarak tegak lurus ke sumbu). Torsi bersih menjumlahkan semua torsi -- dorong jauh keluar dan tegak lurus untuk memutar maksimal.