Pada gerak translasi (gerak
dengan lintasan lurus) yang menyebabkan benda bergerak adalah gaya. Pada gerak
rotasi gaya juga menyebabkan benda bergerak berputar pada suatu poros tertentu.
Namun pembahasan pergerakan benda ketika bergerak rotasi akan ada sedikit memiliki
perbedaan dibanding gerak translasi. Yang menyebabkan benda mengalami gerak
rotasi dinamakan Torsi / Torka atau
biasa juga disebut Momen Gaya (
berasal dari bahasa latin torquere yang
berarti memutar). Sebenarnya Torsi juga merupakan turunan dari
gaya, dengan kata lain semakin besar gaya yang diberikan maka akan dapat
memperbesar torsinya. Namun analisis rumusnya akan lebih kompleks pada gerak
rotasi dibanding gaya pada gerak translasi.
Misalkan kita ambil contoh ketika
membuka pintu engsel, jika kita memberikan gaya pada bagian gagangnya (jauh
dari sumbu putar / engsel) maka terasa
lebih mudah jika didorong pada bagian yang lebih dekat ke sumbu putar. Ternyata
besar kekuatan yang menyebabkan benda beputar lebih besar jika diberikan jauh
pada tempat yang jauh dari sumbu putar. Besaran kekuatan tersebut lah yang
kemudian dikenal dengan Torsi.
Secara matematis
Keterangan :
τ
= torsi / momen gaya (N.m)
F = gaya (Newton)
L = panjang lengan (m)
Coba perhatikan gambar berikut
ini !
Apabila kita memutar baut dengan
kunci Inggris, oleh gaya F yang sama , tetapi dari jaral l yang berbeda
dari sumbu putar. Maka besar torsi yang dihasilkan oleh gaya F1 lebih
kecil dibanding torsi yang dihasilkan oleh F2 karena jaraknya atau panjang lengannya lebih
kecil.
Torsi merupakan besaran vektor
yang memiliki arah. Tidak ada perjanjian khusus tentang arah dari torsi, namun
ketika kita mengikuti aturan matematis yang telah ada, maka tanda positif (+)
itu berlawanan arah dengan jarum jam, sedangkan tanda negative (-) searah
dengan jarum jam. Namun tetap ingat tanda positif dan negative dalam
perhitungan torsi bukan menandakan nilai tapi Cuma menunjukkan arah dari torsi
tersebut.
Baca Juga : Materi lengkap tentang sistem peredaran darah
Perhatikan kembali rumus torsi
diatas. Rumus torsi tersebut digunakan untuk gaya yang bekerja pada benda tegak lurus dengan benda. Lalu bagaimana
dengan gaya yang diberikan tersebut membentuk sudut tertentu. Seperti pada
gambar berikut ini.
Jika diperoleh kasus
seperti itu maka garis gaya diperpanjang sampai membentuk sudut 90 derajat. Maka
panjang lengan gaya dapat diperoleh dengan rumus l = r sin ϴ
sehingga
Dengan r merupakan jarak dari sumbu putar ke tempat yang
dikenai gaya. Selanjutnya lihat kembali gambar bagian (a) . sudut yang dibentuk
oleh gaya terhadap benda yaitu 0 derajat sehingga tidak nilai dari sin ϴ = 0 sehingga torsi yang bekerja pada benda
sama dengan nol yang artinya benda tak akan berputar. Kemudian coba lihat lagi bagian
(b) , gaya membentuk sudut sehingga digunakan rumus yang kedua.
Jika pada
suatu benda bekerja lebih dari satu gaya maka torsi total yang bekerja pada
benda tersebut sama dengan penjumlahan torsi yang dihasilkan dari masing-masing
gaya. Dengan tetap mengacu pada perjanjian tanda positif dan negatif seperti pada diatas tadi.