Benda Tegar Dan Pengaruh Rotasi Pada Benda Tegar

Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk akibat pengaruh gaya atau momen gaya. Meskipun benda berotasi namun bentuknya tetap sehingga jarakantara partikel-partikelnya tetap. Sebenarnya benda tegar hanyalah suatu model idealisasi. Karena pada dasarnya semua benda akan mengalami perubahan bentuk apabila dipengaruhi oleh suatu gaya atau momen gaya. Namun, karena perubahannya sangat kecil, pengaruhnya terhadap keseimbangan statis dapat diabaikan.

Benda Tegar

Perhatikan gambar benda tegar diatas, ada dua buah batangan, benda A terbuat dari besi dan benda B terbuat dari adonan gandum yang agak lembek. Apabila kedua benda itu diputar dengan memegang salah satu ujungnya, kira-kira apakah yang akan terjadi? Benda A bentuknya relatif tetap, sedangkan benda B akan mengalami perubahan bentuk. Pada putaran dengan frekuensi tertentu benda B akan meregang dan tidak kembali pada bentuk semula. Jadi, dapat dinyatakan bahwa benda A adalah benda tegar dan benda B bukan benda tegar.

Pengaruh Torsi Terhadap Benda Tegar

Apakah yang dimaksud dengan torsi? Perhatikan pengaruh torsi pada benda tegar seperti contoh jungkat-jungkit berikut.

Apa yang terjadi pada jungkat-jungkit jika sebuah bola diletakkan di titik A, di titik B, atau di titik C? Saat bola diletakkan di titik A, maka batang jungkat-jungkit akan mengguling yang arah putarannya berlawanan arah jarum jam. Saat bola diletakkan di titik B, batang jungkat-jungkit akan tetap di atas (tidak mengguling). Dan saat bola diletakkan di titik C, batang jungkat-jungkit akan mengguling yang arah putarannya searah jarum jam.

Gerakan mengguling pada batang jungkat-jungkit ini disebabkan oleh pengaruh torsi ( τ ). Torsi atau momen gaya merupakan gaya yang bekerja pada sebuah benda dengan jarak tertentu terhadap titik pusat pada benda tersebut. Jarak tertentu yang tegak lurus dengan pusat massa benda disebut lengan gaya atau lengan momen. Jadi, Torsi didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya (F) dengan jarak lengan gaya ( l ). Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut.

Keterangan:

: momen gaya (Hm)
F : gaya (N)
l  : lengan gaya (m)