Name: Torsi
Uploaded: 2023-08-30

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas konsep torsi dalam Fisika Dasar 1 pada bab Benda Tegar. Torsi adalah besaran vektor yang menunjukkan kemampuan suatu gaya dalam menghasilkan gerak rotasi pada suatu benda. Torsi dihasilkan oleh komponen gaya yang tegak lurus dengan lengan kuasa, yang disebut sebagai penyebab gerak rotasi. Rumus torsi adalah R kali F sin theta, di mana R adalah panjang lengan kuasa dan F adalah gaya. Konvensi untuk gerak translasi adalah clocks are negative, sehingga torsi akan sama dengan momen inersia dikalikan dengan percepatan sudut. Hal ini setara dengan hukum Newton untuk gerak translasi, di mana gaya sama dengan massa dikalikan dengan percepatan. Perhatikan bahwa arah torsi berlawanan dengan arah percepatan, sehingga berlawanan dengan jarum jam dinyatakan sebagai nilai positif.

Setelah kinematikanya, setelah sedikit kita mengetip soal energi sehingga kita menemukan momen inersia

sebagai besaran yang setara masa, sekarang kita masuk ke bagaimana dengan penyebab gerak rotasi.

Di sini kita akan memperkenalkan besaran yang kita sebut sebagai torsi.

Torsi adalah besaran vektor juga, di mana torsi itu adalah besaran yang menunjukkan kemampuan

suatu gaya ketika diberikan kepada benda, dia menghasilkan gerak rotasi, bukan gerak translasi.

Kita perhatikan, misalkan di sini ada suatu benda, bisa anda anggap batu atau apapun,

sebarang, misalkan kita definisikan dia punya sumber rotasi di titik yang saya lingkarin di sini.

Lalu ada sebuah gaya F diberikan pada satu titik pada permukaan benda tersebut,

misalnya di titik ini, arahnya ke sana, dan kita bisa tarik satu garis dari titik pusat rotasi ke titik bekerjanya gaya

yang kita sebut sebagai vektor kuasa atau vektor R.

Sehingga kita akan selalu bisa membongkar gaya F yang bekerja pada titik tersebut

sebagai gaya radial, arah radial, dan gaya arah tangensial.

Dimana gaya arah radial adalah gaya yang sejajar dengan vektor lengan kuasa,

sedangkan tangensial adalah vektor yang tegak lurus.

Jika kita pelajari tentang gerak translasi, maka kita akan melihat bahwa gaya yang R itu adalah gaya yang menyebabkan gerak translasi,

karena dia sejajar dengan arah sumber rotasi.

Jadi artinya ketika dia diberikan, maka bagian ini akan menyebabkan dia akan punya percepatan rotasi arahnya ke sana.

Tapi bayangkan kalau misalnya dia tidak ada gerak translasi,

bukan rotasi ya, translasi, tapi kita paku disini artinya tidak ada gerak yang arahnya bergeser,

maka F R ini tidak akan memberikan apa-apa.

Sedangkan jika F T, dia akan membuat bagian yang dikenai gaya itu akan sederhana bergerak ke depan sana.

Karena ada titik sumber rotasi disini, maka niscaya si benda ini tidak akan bergeser ke sana,

tapi dia akan berputar mengitari porosnya.

Artinya komponen dari gaya F, yaitu F T, itu adalah komponen yang menghasilkan gerak rotasi.

Komponen inilah jika dia berinteraksi dengan lengan kuasa yang kita sebut sebagai penyebab dari gerak rotasinya,

Artinya torsi bisa disebutkan sebagai R panjang lengan kuasa dikalikan dengan F sinteta,

dimana sen V disini itu adalah definisi dari F T, atau R sama lengan F T.

Di sisi lain kita juga bisa melihatnya dari sisi bagaimana kita lihat lengan kuasa yang tegak lurus dengan arah gaya,

jadi kita perpanjang garis gayanya menuju ke, menembus dari bendanya,

maka R bisa kita bongkar menjadi R yang sejajar dengan F,

Nah ini akan sama juga, R dengan F ini akan punya sifat yang sama ketika dengan sini,

artinya tau akan sama dengan R sinteta atau R yang tegak lurus dikalikan dengan F.

Atas dengan bawah kalau anda bisa lihat secara matematis sebenarnya punya kenambakan yang sama,

artinya kalau kita bicara soal torsi yang bekerja pada suatu benda,

kita bisa cari komponen gaya yang tegak lurus dengan lengan kuasa,

atau komponen lengan kuasa yang tegak lurus dengan garis gaya.

Jadi tergantung yang mana pun yang paling mudah kita bisa lihat, tapi keduanya akan sama.

Nah karena kita punya konvensi untuk gerak translasi adalah clocks are negative,

artinya perkalian dua vektor yang menghasilkan vektor,

Anda harus ingat kembali perkalian vektor dengan vektor yang menghasilkan vektor adalah perkalian cross,

maka kita harus kalikan vektor L sebagai lengan kuasa dari titik sumber rotasi menuju ke titik bekerja gaya,

dikalikan dengan gaya itu harus melalui cross product.

Karena Anda masih ingat cross product adalah perkalian vektor dengan vektor yang menghasilkan vektor.

Nah sekarang, apakah harus R atau F dulu yang kita sebutkan,

kalau Anda masih ingat bagaimana kita mengalihkan cross product dengan menggunakan tangan kanan.

Jadi kalau kita lihat misalkan R nya ke arah sana, F nya ke arah sana dan dia tegak lurus,

maka kita bisa lihat F nya ke depan sana misalnya,

R nya ke sana, F nya ke sana, kalau Anda lihat di sini,

R nya ke sana, F nya ke sana, jadi kita putar ke sana, artinya dia ke dalam.

Ketika dia berputar searah jam dia ke dalam, ketika dia berputar kebalikannya dia keluar.

Cuma artinya kalau kita bicara ke dalam, artinya kita ambil di sini didefinisikan,

R nya yang kita bayangkan menjadi positif atau negatif.

Nah sekarang kalau kita bisa lihat, kita tinjau hukum Newton kedua,

Newton kedua itu artinya gaya yang translasi kalau tidak ada rotasi,

kalau kita kalikan dengan jari-jari R atau lengan kuasa di sini,

bagaimana A itu akan sama dengan alpha dikalikan dengan R,

dimana R dikalikan dengan FT akan sama dengan MR kuadrat dikalikan dengan alpha.

Lalu kita tahu definisi MR kuadrat itu adalah momen inersia,

akhirnya kita bisa mendapatkan definisi hukum Newton kedua.

Untuk gerak rotasi, torsi akan sama dengan momen inersia dikalikan dengan percepatan sudut.

Dan hal ini setara dengan kalau kita bicara soal gerak translasi,

hukum Newton untuk gerak translasi adalah gaya akan sama dengan masa dikalikan dengan percepatan,

dimana untuk gerak rotasi, masa itu setara dengan momen inersia,

maka torsi akan sama dengan momen inersia dikalikan dengan percepatan.

Kalau Anda bisa lihat, ketika R di sini dikroskan dengan F,

Ketika berputar, berlawanan dengan jerung jam,

maka torsi ini akan sebanding dengan arah percepatan.

Makanya berlawanan dengan jerung jam, berlawanan dengan arah A.

Makanya istilahnya berlawanan dengan jerung jam, kita pilih clock start negatif,

jadi berlawanan dengan jerung jam itu nilainya positif,

karena definisi dari yang kita pilih terkait dengan torsi,

dimana dia berhubungan dengan percepatan.

Jika Anda masih kebingungan mengapa pada video sebelumnya,

percepatan dan kecepatan bisa digambarkan secara vektor,

itu berasal dari hukum Newton 2 tentang gerak rotasi

dan dihubungkan dengan definisi dari torsi itu sendiri.