Cara Menghitung Torsi pada Poros

Semua fisika berkaitan dengan menggambarkan bagaimana benda bergerak dan bagaimana jumlah tertentu yang mereka miliki (misalnya, energi, momentum) dipertukarkan satu sama lain dan lingkungan. Mungkin besaran paling mendasar yang mengatur gerak adalah gaya, yang dijelaskan oleh Hukum Newton.

Ketika Anda membayangkan kekuatan, Anda mungkin membayangkan benda didorong atau ditarik dalam garis lurus. Faktanya, di mana Anda pertama kali dihadapkan pada konsep gaya dalam kursus ilmu fisika, ini adalah jenis skenario yang disajikan kepada Anda karena ini yang paling sederhana.

Tetapi hukum fisika yang mengatur gerak rotasi mencakup serangkaian variabel dan persamaan yang berbeda, bahkan jika prinsip dasarnya sama. Salah satu besaran khusus tersebut adalahtorsi, yang sering bertindak untuk memutar poros dalam mesin.

Gaya, secara sederhana, adalah dorongan atau tarikan. Jika efek total dari semua gaya yang bekerja pada suatu benda tidak dihilangkan, maka gaya total tersebut akan menyebabkan benda mengalami percepatan, atau mengubah kecepatannya.

Bertentangan, mungkin, dengan intuisi Anda sendiri serta ide-ide orang Yunani kuno, kekuatan tidak diperlukan untuk memindahkan suatu benda dengan kecepatan konstan, untuk percepatan didefinisikan sebagai laju perubahan kecepatan.

JikaSebuah= 0, ubahv= 0 dan tidak diperlukan gaya agar benda tetap bergerak, asalkan tidak ada gaya lain (termasuk gaya hambat atau gesekan udara) yang bekerja padanya.

Dalam sistem tertutup, jika jumlah semua gaya yang ada adalah noldanjumlah semua torsi yang ada juga nol, sistem dianggap dalamkeseimbangan, karena tidak ada yang memaksanya untuk mengubah gerakannya.

Mitra rotasi untuk gaya dalam fisika adalah torsi, yang diwakili oleh​T​​.

Torsi adalah komponen penting dari hampir setiap jenis aplikasi teknik yang dapat dibayangkan; setiap mesin yang memiliki poros berputar mencakup komponen torsi, yang mencakup hampir seluruh dunia transportasi, bersama dengan peralatan pertanian dan banyak lagi di dunia industri.

Rumus umum untuk torsi diberikan oleh

DimanaFadalah gaya yang bekerja pada lengan tuas yang panjangnyarpada suatu sudutθ. Karena sin 0° = 0 dan sin 90° = 1, Anda dapat melihat bahwa torsi dimaksimalkan ketika gaya diterapkan secara tegak lurus ke tuas. Ketika Anda memikirkan pengalaman apa pun dengan kunci pas panjang yang mungkin Anda miliki, ini mungkin masuk akal secara intuitif.

• Torsi memiliki satuan yang sama dengan energi (Newton-meter), tetapi dalam kasus torsi, ini adalahtidak pernahdisebut sebagai "Joule". Dan tidak seperti energi, torsi adalah besaran vektor.

Untuk menghitung torsi poros – misalnya, jika Anda mencari rumus torsi poros bubungan – pertama-tama Anda harus menentukan jenis poros yang Anda bicarakan.

Ini karena poros yang, misalnya, dilubangi dan berisi semua massanya dalam cincin silinder berperilaku berbeda dari poros padat dengan diameter yang sama.

Untuk torsi pada poros berongga atau padat, besaran yang disebuttegangan geser,dipersembahkan olehτ(huruf Yunani tau), ikut bermain. Jugamomen inersia kutub suatu luas​, ​J, suatu kuantitas yang agak mirip dengan massa dalam masalah rotasi, memasuki campuran dan khusus untuk konfigurasi poros.

Rumus umum torsi pada poros adalah:

dimanaradalah panjang dan arah lengan tuas. Untuk poros padat,Jmemiliki nilai (π/2)r​⁴.

Untuk poros berlubang,Jsebaliknya adalah (π/2)(r​_Hai⁴ – ​r​_saya⁴), dimanar​_{o dan} ​r​_Hai adalah jari-jari luar dan dalam dari poros (bagian luar yang padat dari silinder kosong).