Physics Daily: Ada Apa dengan Pintu

Oleh: Dr. Ir. Vina Serevina, M.M., Listia Wati, Pendidikan Fisika UNJ Angkatan 2019

Pernahkah kamu memperhatikan pintu yang ada di mal-mal atau mini market ketika sedang jalan-jalan? Apakah kamu pernah bertanya-tanya mengapa pintu tersebut bisa dibuka dengan didorong dan ditarik sekaligus?

Mini market (https://bisnis.tempo.co/)

Atau apakah pernah terlintas mengapa letak gagang pintu berada jauh dari engselnya? Atau mengapa posisi pegangan pintu berada ditengah dan diujung berlawanan dengan engselnya, tidak lebih tinggi ataupun lebih rendah?, apakah ada alasan, pegangan pintu di letakkan pada posisi di mana kita sering melihat?

Ketika kamu membuka dan menutup pintu, tanpa sadar sebenarnya kamu sedang memberikan gaya pada pintu tersebut (anggap besar gaya tersebut F). Setelah pintu diberikan gaya, pintu berubah menjadi terbuka ataupun tertutup. Gerak putar buka/tutup ini menandakan adanya gerak putar atau gerak pada orbit melingkar dengan posisi poros tetap (tidak bepindah). Posisi poros pintu berada pada engsel pintu. Saat membuka dan menutup pintu, kamu mungkin tidak menyadari bahwa Anda telah menerapkan konsep torsi pada pintu. Apakah kamu baru saja menyadarinya sekarang? Tenang, kita sedang dalam proses belajar, jadi mari kita cari tahu 

apakah torsi itu dan bagaimana kaitannya dengan gagang pintu?

Torsi adalah suatu besaran untuk mengukur kecenderungan suatu gaya untuk memutar suatu benda pada suatu sumbu tertentu. Torsi memiliki lambang   (dibaca tau) dan merupakan besaran vector yang artinya besaran yang memiliki arah. Secara SI satuan torsi adalah newton meter (Nm). Untuk itu torsi didefinisikan sebagai

Dok. pribadi

Secara lengkap tersaji dalam tabel berikut:

Tabel Torsi - Dok. pribadi

Karakteristik Torsi:

• Vektor torsi tegak lurus terhadap bidang A, yang memuat vektor posisi r dan gaya F . Besarnya torsi adalah hasil kali jarak titik penerapan gaya dari titik referensi (asal koordinat) dan komponen gaya yang bekerja tegak lurus terhadap vektor posisi titik di mana gaya diberikan.
• Torsi memiliki nilai maksimum ketika F dan r saling tegak lurus (sin a = 1). Karena komponen gaya ortogonal terhadap vektor posisi adalah satu-satunya yang berkontribusi terhadap torsi, gaya yang mengarah secara radial ke dalam atau ke luar relatif terhadap pusat gaya, F~r , tidak menghasilkan torsi. Kekuatan seperti itu disebut kekuatan sentral. Gerak yang diakibatkan oleh gaya pusat disebut gerak pusat.
• Jika seseorang menggandakan jarak dari titik referensi ke titik penerapan gaya konstan, torsi juga berlipat ganda.

Apakah hubungannya torsi dengan pintu?

Perhatikan Gambar berikut

macam-macam cara buka pintu - Dok. pribadi

Berdasarkan gambar diatas, dengan gaya yang besarnya tertentu, pintu lebih mudah dibuka dengan (a) mendorong tepi luar daripada (b) mendorong lebih dekat ke sumbu rotasi (engsel), (c) Mendorong ke dalam engsel membuatnya sulit untuk membuka pintu

Ketika Kamu mendorong pintu dengan gaya F seperti pada bagian a, semakin besar gaya, semakin cepat pintu akan terbuka. Semua hal lain dianggap sama, semakin besar gaya, semakin besar torsi. Namun, pintu tidak akan terbuka secepat jika Anda menerapkan gaya yang sama pada titik yang dekat dengan engsel seperti pada Bagian b. Ini karena lebih sedikit torsi yang dihasilkan oleh gaya. Selain itu, jika dorongan berada di dekat  engsel, seperti pada Bagian c, torsi  hampir nol, sehingga cukup sulit untuk membuka pintu. Artinya, torsi tergantung pada besarnya gaya,  titik di mana gaya diterapkan pada sumbu rotasi (engsel pada Gambar), dan  arah gaya. Oleh karena itu, gagang pintu terletak jauh dari engsel, sehingga memudahkan untuk membuka pintu  dengan sedikit tenaga atau dorongan/tarikan.

Referensi:

Barniol, Pablo; Genaro Zavala and Carlos Hinojosa. 2013. “Students’ Difficulties in Interpreting the Torque Vector in a Physical Situation” AIP Conference Proceedings.

Cutnell, John D. & Kenneth W. Johnson. 2012. Physics 9th Edition. United States of America: John Wiley & Sons, Inc.

Benenson, Walter dkk. 2002. Handbook of Physics. New York: Springer-Verlag New York. Inc.

https://www.rajarak.co.id/2017/06/cara-bertamu-yang-baik.html diakses pada 8 April 2022

http://usahabaru.com/peluang-usaha/berapa-modal-franchise-indomaret-syarat-prosedur-harga-fee-bep-dll/ diakses pada 8 April 2022