Pembahasan soal UN fisika SMA/MA 2014 – Momen gaya (torsi)

1. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.8

Tiga gaya F₁, F₂, dan F₃ bekerja pada batang seperti pada gambar berikut. Jika massa batang diabaikan dan panjang batang 4 meter, maka nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C adalah…. (sin 53^o = 0,8, cos 53^o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 meter)

A. 12 N.m
B. 8 N.m
C. 6 N.m
D. 2 N.m
E. Nol

Pembahasan
Diketahui :
Sumbu putar di titik C.
Gaya 1 (F₁) = 5 Newton
Jarak antara titik kerja F₁ dengan sumbu rotasi (r₁) = 2 meter
Gaya 2 (F₂) = 0,4 Newton
Jarak antara titik kerja F2 dengan sumbu rotasi (r₂) = 1 meter
Gaya 3 (F₃) = 4,8 Newton
Jarak antara titik kerja F₃ dengan sumbu rotasi (r₃) = 2 meter
Ditanya : Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C
Jawab :

Momen Gaya 1 :
Momen gaya 1 menyebabkan batang berotasi berlawanan dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 1 bertanda positif.
Momen Gaya 2 :
Momen gaya 2 menyebabkan batang berotasi searah dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 2 bertanda negatif.
Momen Gaya 3 :
Momen gaya 3 menyebabkan batang berotasi searah dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 3 bertanda negatif.

Resultan momen gaya :
Besar momen gaya adalah 2 Newton meter. Momen gaya bertanda negatif artinya rotasi batang searah dengan rotasi jarum jam.
Jawaban yang benar adalah D.

2. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.8

Besar resultan momen gaya terhadap poros di titik O oleh gaya-gaya yang bekerja pada batang jika massanya diabaikan adalah….

A. 7,5 Nm
B. 4 Nm
C. 3,5 Nm
D. 3 Nm
E. 2 Nm

Pembahasan
Diketahui :
Sumbu putar di titik O.
Gaya 1 (F₁) = 6 Newton
Jarak antara titik kerja F₁ dengan sumbu rotasi (r₁) = 1 meter
Gaya 2 (F₂) = 6 Newton
Jarak antara titik kerja F2 dengan sumbu rotasi (r₂) = 2 meter
Gaya 3 (F₃) = 4 Newton
Jarak antara titik kerja F₃ dengan sumbu rotasi (r₃) = 2 meter
Ditanya : Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C
Jawab :
Momen Gaya 1 :
Momen gaya 1 menyebabkan batang berotasi berlawanan dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 1 bertanda positif.
Momen Gaya 2 :
Momen gaya 2 menyebabkan batang berotasi berlawanan dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 2 bertanda positif.
Momen Gaya 3 :
Momen gaya 3 menyebabkan batang berotasi searah dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 3 bertanda negatif.

Resultan momen gaya :
Besar momen gaya adalah 4 Newton meter. Momen gaya bertanda positif artinya rotasi batang berlawanan arah dengan rotasi jarum jam.
Jawaban yang benar adalah B.