Biomekanika Momen

MOMEN

(TORQUE, PUNTIRAN)

Oleh :

I DEWA MADE NOVA PRIMADANA   1116011204

PENDIDIKAN JASMANI KESEHATAN DAN REKREASI

FAKULTAS OLAHRAGA DAN KESEHATAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Asung Kerta Wara Nugraha-Nya, penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Momen (Torque, Puntiran)” dengan tepat waktu.

            Proses penyusunan makalah ini tidak luput dari berbagai rintangan, hambatan, tantangan, dan permasalahan yang dihadapi. Tetapi, berkat petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak, akhirnya makalah ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu, sebagai rasa syukur dan hormat penulis, melalui kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada teman-teman yang telah banyak memberikan bimbingan dan pembinaan, demi terselesaikannya makalah ini.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa membalas kebaikan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian makalah.

Penulis sangat menyadari dengan sepenuhnya bahwa makalah ini masih sangat jauh dari sempurna karena keterbatasan kemampuan penulis. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua kalangan guna penyempurnaan makalah ini. Penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan bagi seluruh masyarakat pada nantinya.

 Singaraja,     Mei 2014

  Penulis

 

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR………………………………………………..……....         i

DAFTAR ISI…………………………………………………………..….….          ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1              Latar Belakang………………………………………………….…….          1

1.2              Rumusan Masalah……………………………………………….….…         1

1.3              Tujuan………… ……………………………………….………….….         1

BAB II PEMBAHASAN

2.1              Pengertian Momen................ ………………………….…...……..….          2

2.2              Momen dan Putaran Badan.................................................………….          5

2.3              Mencari Titik Berat (Melalui Persmaan Momen)……...…………….            6

BAB III PENUTUP

3.1              Simpulan………………………………………………………….……        10

3.2              Saran …………………………………………………………….…….        10

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………...…….....        11

 

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Dalam pembahasan tentang momen ini erat hubunganya dengan gerakan rotasi benda tegar tanpa mempersoalkan gaya yang menyebabkan benda tegar tersebut berotasi, dalam bab ini kita akan membahas tentang gerakan rotasi benda tegar dan gaya yang mempengaruhinya.

Untuk lebih mudah memahami dari pembahasan berikut, berikut ini adalah contoh ilustrasi dari gerak rotasi. Misalnya pada saat kita mengendarai mobil, benda dikerahkan suatu gaya yang berputar pada porosnya, maka benda tersebut terjadi suatu puntiran.

Selain itu ada juga beberapa penerapan tentang momen yaitu pada saat  kamu liat olahraga senam, saat pesenam salto depan dan salto belakang. Itulah contoh gampang dari penerapan tentang momen yang akan kita bahas.

1.2  Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, maka pertanyaan yang menjadi batasan masalah dalam makalah ini untuk pembahasan selanjutnya adalah sebagai berikut :

a.       Bagaimana pengertian momen?

b.      Bagaimana hubungan momen dan putaran badan?

c.       Bagaimana cara mencari titik berat (melalui persmaan momen)?

1.3  Tujuan

Berdasarkan rumusan yang telah dikemukakan di atas, maka tujuan yang dapat diambil yaitu:

a.       Untuk mengetahui pengertian momen.

b.      Untuk mengetahui hubungan momen dan putaran badan.

c.       Untuk mengetahui cara mencari titik berat (melalui persamaan momen).

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Pengertian Momen

Pada saat kita memegang, beban berupa besi yang dapat digeser pada batangnya. Kalau besi tersebut berada dekat tangan (a) terasa ringan. Bila besi digeser menjauh tangan (b) maka besi semakin berat. Sebenarnya berat besi itu tetap, b terasa berat disebabkan oleh momen.

Momen benda A = G x la

Momen benda B =  G x lb

Karena lb > la, maka momen B > momen A

Contoh:

            Cobalah buka keran air, kemudian tutup kembali, dan pegang setir mobil lalu belokkan kekiri dan kekanan.

Aktivitas tersebut adalah aktivitas memuntir. Pada saat memuntir seseorang mengarahkan kekuatan (gaya) yang berputar pada porosnya. Bila pada sebuah benda dikerahkan suatu gaya yang berputar pada porosnya, maka benda tersebut terjadi suatu puntiran yang besarnya gaya = gaya x lengan dari gaya ialah jarak terdekat dari gaya ke porosnya. Puntiran adalah “torque” atau momen.

            Apabila ada dua atau lebih momen gaya yang bekerja pada suatu benda, maka ada perjanjian arah momen gaya yang disepakati, yaitu momen gaya positif  jika benda cenderung berputar searah putaran jarum jam, dan  momen gaya negatif jika benda cenderung berputar berlawanan putaran jarum jam.

Besarnya momen tergantung dari besarnya gaya yang bekerja dan besarnya lengan dari gaya

Momen = Gaya x Lengan dari gaya

Gambar di bawah ini, merupakan momen yang disebabkan oleh gaya terhadap poros.

Momen I        = G x PA1 = G x l1

Momen II      = G x PA2 = G x l2

Momen III     = G x PA3 = G x l3  (l3 = 0)

Momen terbesar ialah pada I, sebab lengannya paling besar

            Pada permainan jungkat jungkit bekerja gaya-gaya sehingga terjadi momen terhadap porosnya. Gaya yang sebelah kiri menyebabkan terjadinya momen negatif, dan  gaya yang sebelah kanan menyebabkan terjadinya momen positif.

Momen A dan B harus saling mengimbangi.

            Contoh dibawah ini menunjukkan gaya dan lengan momen yang berbeda-beda:

1.      Pada pintu bak mobil A, lengan momennya kecil sehingga diperlukan gaya yang besar. Sebaliknya pada mobil B, gaya untuk menutup bak yang lebih kecil sebab lengan momennya besar

2.      Pada gerakan fleksi siku, mula-mula (pada saat di A) terasa berat, sebab lengan momennya kecil sehingga diperlukan gaya yang lebih besar. Pada saat di B Lebih ringan dan saat di C lebih ringan lagi.

2.2  Momen dan Putaran Badan

Momen yang ditimbulkan oleh sebuah gaya (G) terhadap poros (P), akan menyebabkan benda/badan berputar.

Contoh:

Kalau seorang pesenam setelah mengambil awalan kemudian menolak pada papan tolak, dan pada saat menolak badan pesenam akan condong kedepan sehingga tubuhnya berada di depan papan tolakan. Maka yang terjadi selain badan terangkat keatas, dia juga akan berputar.

Salto kedepan dan kebelakang menggunakan trampoling dimana putaran badan disebabkan oleh karena bekerjanya sebuah momen.

Salto depan:

Momen K1 san K2 menyebabkan terjadinya putaran kedepan.

K1 = Gaya ngerem dari kaki

K2 = Kecepatan awalan

Salto belakang:

Momen K1 san K2 menyebabkan terjadinya putaran kebelakang.

K1 = Gaya ngerem dari kaki

K2 = Kecepatan dari gerak jatuh

2.3  Mencari Titik Berat (Melalui Persamaan Momen)

1.      Jika melakukan penelitian “mencari titik berat badan” maka perhitungan yang digunakan adalah “persamaan momen”

Contoh:

Untuk mencari titik berat badan, gunakan papan yang dapat berputar pada poros P, dan sebuah timbangan.

Diketahui:

·         Berat papan 8 kg

·         Panjang papan 2 m

·         Berat badan 60 kg

·         Angka timbangan 32 kg

·         Jarak t.t.b. orang = x

Hitugan :

Momen papan (terhadap poros P)             = 1 m x 8 kg = 8 kgm

Momen orang                                                        = xm x 60 kg = 60 kgm

Momen papan dan orang                          = 8 + 60x kgm  (1)

Timbangan  menahan seluruh momen (papan + orang) sebesar:

2 m x 32 kg = 64……………………………………………..(2)

Berarti (1) = (2) atau 8 + 60x = 64

                                         60x = 64 – 8 = 56

                                             x = 56/60 = 0,933m

Dari persamaan tersebut dapat dibuat rumus:

Kalau panjang papan = p              Momen papan & orang = Momen timbangan

Lengan papan            = ½ p          (½ p x BP) + (x x BO ) = p x BT

Berat papan               = BP           ½ p. BP + BO x x = pBT

Berat orang                = BO           x = p.BT – ½ p.BP

                                                                     BO

Titik berat orang        = x              x = ½ p (2.BT – BP)

Berat timbangan        = BT                          BO

Kalau dilapangan diketahui panjang papan = 2 m dengan berat papan = 8 kg, maka :

x = 2.BT – 8     BO

 

Bila kita meneliti ratusan bahkan ribuan sampel, untuk mencari x, tinggal mengukur berat badan sampel dan melihat angka pada timbangan.

2.      Persamaan momen digunakan juga untuk mencari titik berat dari beberapa benda yang menyatu. Misalnya benda A dan B dibawah ini, kalau menyatu dimanakah titik beratnya?

Diketahui:

A ukuran 10 x 60 cm; berat 5 kg

B ukuran 30 x 30 cm; berat 8 kg

Ditanyakan:

Dimanakah letak titik berat A dan B?

Hitungan:

Misalnya titik berat A + B ialah P

Terhadap P :

Momen tA = (45 - x ) x 5

Momen tB = x x 8

Momen tA = Momen tB, berarti (45 - x ) x 5 = x x 8

                                                       225 – 5x = 8x

                                                               13x = 255

                                                                    x = 255/13 =17,31 cm

Cara lain:

Persamaan momen dari P yang letaknya ditetapkan 1 cm diluar tA–tB  

Misalnya titik berat A+B, di tR.

tR → tB = x

tR = tA + tB = 5 + 8 = 13 kg

Momen tA = (1 x 5) (Terhadap P)

Momen tB = (46 x 8)

Momen tA + Momen tB = Momen tR

(1 x 5) + (46 x 8)   = {1 +(45 x x)} x 13

5 + 368  = (46 - x) x 13

373 = 588 – 13x 

13x = 588 – 373 = 215

x = 215/13 = 17,31 cm

BAB III

PENUTUPAN

1.1  Simpulan

Pada saat memuntir seseorang mengarahkan kekuatan (gaya) yang berputar pada porosnya. Bila pada sebuah benda dikerahkan suatu gaya yang berputar pada porosnya, maka benda tersebut terjadi suatu puntiran yang besarnya gaya = gaya x lengan dari gaya ialah jarak terdekat dari gaya ke porosnya. Puntiran adalah “torque” atau momen. Besarmya momen tergantung dari besarnya gaya yang bekerja dan besarnya lengan dari gaya.

1.2  Saran

Semoga makalah ini menjadi bahan pembelajaran kepada pembaca sehingga dapat dipraktekkan di lapangan nanti pada saat mengajar.

DAFTAR PUSTAKA

Hidayat, Imam.1999 . Beomekanika. Bandung. Fakultas Olahraga dan Kesehatan Institut Keguruan dan Ilmu pendidikan Bandung

Hidayat, Imam.2007 . Beomekanika. Bandung. Fakultas Olahraga dan Kesehatan Institut Keguruan dan Ilmu pendidikan Bandung

Wijaya, Kusuma. 2010. Biomekanika Olahraga. Singaraja. Jurusan Pendidikan Jasmani Kesehatan dan Rekreasi Fakultas Olahraga dan Kesehatan Universitas Pendidikan Ganesha

Kurnia,Dwi .2013. Pengertian dan Contoh Momen Gaya Torsi  .Solo. (Online) (http://dewikkurnia.blogspot.com/2013/01/pengertian-dan-contoh-momen-gaya-torsi.html, diakses pada tanggal 25 Februari 2014)

Sugiyarto,Iwan .2011. Puntiran .Makasar. (Online) (http://iwansugiyarto.blogspot.com/2011/11/puntiran.html, diakses pada tanggal 25 Februari 2014)