Momen Gaya

Dinotasikan dengan  (tau), satuannya N.m.
Benda dikenakan suatu gaya, salah satu akibatnya adalah terjadinya perubahan gerak pada benda tersebut, yaitu gerak rotasi atau gerak translasi. Hal ini dapat diartikan bahwa bila pada benda dikerjakan gaya, maka akan melakukan gerak rotasi saja atau melakukan rotasi dan translasi atau melakukan gerak translasi saja.

Perhatikan gambar berikut!

 

Sebuah titik O dipengaruhi sebuah gaya F seperti  gambar, momen gaya yang timbul dapat dirumuskan sebagai:

 

                               
Dengan   = momen gaya, satuannya N.m
             F = gaya, satuannya N
             r  = jarak titik O terhadap garis kerja gaya, satuannya meter

Untuk momen gaya karena pengaruh beberapa gaya, maka momen gaya totalnya dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Momen gaya yang mengakibatkan putaran searah jarum jam diberi tanda (+) positif  sedangkan momen gaya yang menyebabkan putaran berlawanan dengan jarum jam diberi tanda (-) negatif.

 

Bila gaya bukan tegak lurus dapat dilakukan dengan

a.    mengeser gaya sepanjang garis kerja gaya sehingga tegak lurus dengan posisi sumbu rotasi

b.    menguraikan gaya  atas  komponen-komponennya

Perhatikan animasi berikut ini !

Besarnya momen gaya yang dihasilkan dari gambar adalah
=  F . r  sin θ =  5 . 4 . sin 60  =  10 √3 N.m

Kopel

Momen kopel dinotasikan dengan M, satuannya N.m.
Kopel adalah pasangan dua buah gaya sama besar berlawanan arah dan sejajar.
Besarnya kopel dinyatakan dengan momen kopel (M). Momen Kopel adalah hasil kali salah satu gaya dengan jarak antara kedua gaya. Momen kopel merupakan besaran vektor dengan satuan N.m. Pengaruh kopel terhadap suatu benda dapat menyebabkan benda berotasi.

Momen Kopel positif : searah dengan putaran jarum jam

 

Momen Kopel negatif  : berlawanan arah dengan putaran jarum jam

 

Keterangan:

M = Momen kopel, satuannya  N.m
F = Gaya, satuannya newton (N)
d = jarak antara kedua gaya, satuannya meter (m)

Contoh penerapan penggunaan kopel dalam kehidupan sehari-hari adalah pada prinsip kerja generator.

Contoh Soal :

Sebuah batang homogen dipengaruhi beberapa gaya seperti gambar berikut ini :

    

Hitung besarnya momen gaya total yang dialami oleh titik B akibat dari pengaruh kedua gaya F₁ dan F₂!

Jawab :
    ₁ =  F₁ . 2  =  20 . 2  =  40  N.m
    ₂ =  F₂ . 3  =  10 . 3  =  30  N.m

    Momen Gaya totalnya adalah

    _B  = ₂  -  ₁
          =  30 -  40
          =  - 10 N.m

Sumber : E-Dukasi.net