Mau tahu cara menyelesaikan soal-soal momen kopel? Gak usah bingung, kalian bisa belajar di sini melalui contoh soal lengkap dengan jawabannya.
Gimana kabarnya? Semoga kita semua selalu dalam keadaan sehat, di materi fisika kali ini, kakak akan memberikan beberapa contoh soal tentang momen kopel.
Materi ini sering dipelajari di kelas 11 SMA yang dapat ditemukan pembahasannya di dalam Bab tentang Dinamika Rotasi.
Kalian pasti sudah tahu apa itu momen kopel? Yah benar, momen kopel adalah pasangan dua gaya yang sejajar, sama besar, tetapi berlawanan arah.
Kopel yang bekerja pada sebuah benda akan menyebabkan terbentuknya momen kopel.
Tidak sulit kok untuk menyelesaikan soal-soal momen kopel, jika kalian sudah tahu rumus matematisnya, maka kalian pasti sudah bisa menghitung besarnya momen kopel.
Untuk lebih jelasnya, langsung saja simak pembahasan berikut ini...
Cara Menyelesaikan Soal Momen Kopel
Sebelum kita masuk ke contoh soal, mungkin ada baiknya kakak jelaskan terlebih dahulu langkah-langkah dalam menyelesaikan soal momen kopel.
Berikut ini langkah-langkahnya:
1. Ketahui Rumus Momen Kopel
Tentu saja, hal pertama yang penting diketahui terlebih dahulu adalah rumus momen kopel sebab rumus inilah yang akan digunakan untuk menghitung besarnya momen kopel.
Dalam fisika, momen kopel dirumuskan dengan persamaan matematis:
M = F x d
Keterangan:
- M = momen kopel (Nm)
- F = gaya (N)
- d = panjang lengan gaya (m)
Selanjutnya, rumus momen kopel di atas bisa diuraikan lebih lanjut menjadi:
M = F . d . sin θ
Keterangan:
- θ = sudut yang dibentuk antara gaya dengan lengan gaya.
Apabila pada sebuah benda bekerja lebih dari 1 kopel (pasangan gaya), maka berlaku rumus:
M = M1 ± M2 ± ......± Mn
atau
M = F1 x d1 ± F2 x d2 ± ..... ± Fn x dn
Mungkin di antara kalian ada yang bertanya "Kok ada tanda plus minusnya di rumus?". Jadi, tanda plus minus tersebut ada kaitannya dengan arah kerja dari pasangan gaya, di bawah ada penjelasan khususnya.
2. Temukan Nilai Setiap Besarannya
Nah, setelah mengetahui rumusnya, maka hal selanjutnya yang harus dilakukan untuk menyelesaikan soal momen kopel adalah menemukan nilai dari setiap besaran yang terlibat.
Seperti yang bisa kalian lihat pada rumus di atas, ada 2 besaran yang terlibat di dalam perhitungan momen kopel, yaitu gaya (F) dan panjang lengan gaya (d).
Jadi, saat sedang mengerjakan soal momen kopel, kalian harus bisa mengidentifikasi nilai dari kedua besaran tersebut.
Nilai-nilai itulah yang kemudian dimasukkan ke dalam rumus untuk menghitung besarnya momen kopel.
Tetapi kalian tenang saja sebab nilai itu biasanya langsung disebutkan di dalam soal atau cari saja nilai yang bersatuan Newton dan meter.
3. Tentukan Arah Kopel dan Momen Kopel
Ingat, kopel (pasangan gaya) dan momen kopel ini adalah besaran vektor sehingga memiliki nilai dan arah, tetapi oleh karena momen kopel merupakan bagian dari gerakan rotasi, maka arahnya 2 saja, yaitu searah jarum jam dan berlawanan jarum jam.
Terkait hal tersebut, terdapat kesepakatan tentang nilai kopel dan momen kopel berdasarkan arah putarannya, yaitu:
- Kopel atau pasangan gaya bernilai positif (+) jika memutar benda searah jarum jam.
- Kopel atau pasangan gaya bernilai negatif (-) jika memutar benda berlawanan arah jarum jam.
- Momen kopel yang bernilai positif (+), mengartikan benda berputar searah jarum jam.
- Momen kopel yang bernilai positif (-), mengartikan benda berputar berlawanan jarum jam.
Catatan: selain istilah "searah/berlawanan arah jarum jam", kadang juga dipakai istilah "mendekati/menjauhi pengamat".
Meskipun, kesepakatan di atas merupakan yang paling umum dipakai, tetapi pada beberapa referensi yang lain berlaku kebalikannya.
Kalian tidak usah bingung, kakak tegaskan gunakan 4 poin kesepakatan di atas dan abaikan saja referensi yang lain, toh 4 poin itu kok yang banyak dipakai.
Kesepakatan ini penting untuk ditegaskan karena akan dipakai untuk menghitung resultan momen kopel pada kasus benda-benda yang bekerja lebih dari 1 pasangan gaya.
Karena itulah, di salah satu rumus di atas ada tanda plus minusnya, plus (+) dipakai ketika pasangan gaya searah jarum jam dan minus (-) ketika berlawanan jarum jam.
Contoh Soal Momen Kopel
Baiklah, setelah memahami langkah-langkah di atas, mari kita praktekkan untuk menyelesaikan beberapa contoh soal momen kopel berikut ini:
Contoh Soal 1
Sebuah gaya kopel sebesar 15 newton, hitung momen kopel yang terjadi jika panjang tangkai 20 cm.
Jawab:
Diketahui:
- F = 15 N
- d = 20 cm = 0,2 m
Ditanyakan:
- M....?
Penyelesaian:
M = F x d
= 15 N x 0,2 m
= 3 Nm
Jadi, besar momen kopel pada tangkai tersebut adalah 3 Nm, karena positif maka sesuai arah jarum jam.
Contoh Soal 2
Suatu kopel diketahui mempunyai panjang lengan kopel 18 cm dan gaya kopelnya 40 N . Hitunglah besarnya momen kopel dalam satuan Nm!
Jawab:
Diketahui:
- F = 40 N
- d = 18 cm = 1,8 m
Ditanyakan:
- M....?
Penyelesaian:
M = F x d
= 40 N x 1,8 m
= 72 Nm
Jadi, besar momen kopel pada lengan tersebut adalah 72 Nm, karena positif maka sesuai arah jarum jam.
Contoh Soal 3
Dengan gaya kopel 20 N kita memutar tangkai tap ke kanan. Bila panjang tangkai tap 30 cm, maka berapa besarnya momen kopel?
Jawab:
Diketahui:
- F = 20 N
- d = 30 cm = 0,3 m
Ditanyakan:
- M....?
Penyelesaian:
M = F x d
= 20 N x 0,3 m
= 6 Nm
Jadi, besar momen kopel pada tap tersebut adalah 6 Nm ke kanan.
Contoh Soal 4
Momen kopel pada gambar di bawah ini sebesar...
Jawab:
Diketahui:
- F = 10 N
- d = 10 m
- θ = 600
Ditanyakan:
- M....?
Penyelesaian:
M = F . d . sin θ
= 10 N . 10 m . sin 600
= 100 Nm . 1/2√3
= 50√3 Nm
Jadi, besar momen kopel pada gambar adalah 50√3 Nm sesuai arah jarum jam.
Gimana, udah tahu kan cara mengerjakan soal-soal momen kopel? Kakak yakin kalian juga pasti bisa.
Baca Juga:
Demikianlah penjelasan tentang rumus momen kopel dan contoh soalnya, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya, terima kasih.
BAGIKAN:
0 komentar:
Posting Komentar