TORSI DI SEKITAR KITA

Fisika selalu memberikan penjelasan yang menarik terkait pengalaman kita sehari-hari. Sewaktu kecil, kita tentu pernah bermain ayunan dan jungkat-jungkit. Hingga saat ini kita juga pasti makan menggunakan sendok, memaku dengan palu. Tak lupa kita memasang pintu di depan rumah, kamar dan ruang-ruang di dalam rumah kita. 

Sejenak kita fokuskan pada kasus sendok, palu dan pintu rumah. Pasang mata kita baik-baik dan lihatlah. Pejamkan mata sejenak dan tanyakanlah? Pertama mengapa bagian depan sendok dan palu selalu lebih besar dengan daerah yang pendek dibandingkan bagian belakangnya yang kecil dan panjang? Kemudian, mengapa gagang pintu terletak pada bagian yang jauh dari engselnya?

Gambar 1. Sendok, palu dan pintu

Untuk menjawab pertanyaan tersebut kita perlu memahami pola gerak benda tersebut serta penyebab geraknya. Saat kita makan, memalu serta membuka maupun menutup pintu kita akan melihat baik sendok, palu dan pintu bergerak melingkar. Oleh karena itu kasus fisika yang paling sesuai kita gunakan adalah dinamika rotasi. Penyebab gerak dari suatu benda yang bergerak melingkar adalah torsi atau lengan gaya.

Kita mengenal besarnya torsi atau lengan gaya adalah panjang jarak gaya terhadap poros putar dikalikan gaya yang tegak lurus terhadapnya. Jika gaya memiliki sudut tertentu lengannya maka kita dapat menuliskan:

Gambar 2. Ilustrasi torsi

dengan r adalah panjang lengan terhadap poros dan F adalah gaya yang bekerja pada benda. 

Sekarang mari kita perhatikan sendok dan palu, kita menjumpai bagian depan merupakan bagian beban sedangkan ujung bagian belakang merupakan bagian kita untuk memegangnya yang dapat kita katakan titik kuasa. Pusat massa benda terletak di dekat beban benda karena sebagian besar massa benda berada di dalamnya. Jarak antara pusat massa dengan titik kuasa kita kenal dengan lengan kuasa sedangkan jarak antara ujung depan dengan porosnya kita sebut lengan beban. Untuk mengangkat beban kita perlu memberikan gaya pada titik kuasa. Dengan adanya beban di sepanjang lengan beban, maka sistem benda benda ini agar bisa berputar paling tidak torsi yang disebabkan gaya kuasa dan beban terhadap poros putar haruslah sama.

Gambar 3. Ilustrasi torsi pada (a) palu dan sendok (b) pintu

Karena besarnya torsi sebanding dengan panjang lengan yaitu jarak antara titik gaya bekerja terhadap poros putar maka pada kasus sendok dan palu kita akan memerlukan gaya yang lebih kecil untuk mengangkat beban apabila lengan kuasanya lebih besar dibandingkan dengan lengan beban. Hal inilah yang menyebabkan mengapa bagian depan sendok dan palu selalu lebih besar dengan daerah yang pendek dibandingkan bagian belakangnya yang kecil dan panjang. 

Sekarang kita akan menjawab dengan mudah mengapa gagang pintu terletak pada bagian yang jauh dari engselnya. Tentunya semakin besar jarak tersebut maka torsi yang dihasilkan saat kita membuka pintu akan lebih besar. Artinya akan diperlukan gaya yang lebih kecil untuk membuka pintu saat gagang pintu terletak pada bagian yang jauh dari engselnya.

Share this post