Hubungan antara Work, Torque dan Power

Catatan piper comex kali ini membahas mengenai hubungan antara Work, Torque dan Power atau hubungan antara Kerja (usaha), Torsi dan Tenaga.
Hubungan tersebut dapat digambarkan dengan beberapa persamaan rumus sebagai berikut:

(1) - - - - Work = Force * Distance ----> W = F * D

Dari rumus tersebut dapat didefinisikan, bahwa kerja atau usaha (W) adalah gaya (F) yang digunakan untuk memindahkan suatu benda dalam jarak (D) tertentu.

(2) - - - - Torque = Force * Length - - - > T = F * L --- > F = T : L

Dari rumus tersebut dapat didefinisikan, bahwa torsi (T) adalah perkalian antara gaya (F) dengan panjang lengan (L) terhadap sumbunya, atau dapat juga didefinisikan bahwa, gaya (F) adalah perbandingan antara torsi (T) terhadap panjang lengan nya (L).

(3) - - - - Power = Work / Time - - - > P = W / t - - - > P = F * D / t

Dari rumus tersebut dapat didefinisikan, bahwa tenaga (P) adalah suatu nilai kerja (W) dalam kurun waktu (t) tertentu, atau dapat juga didefinisikan bahwa, tenaga (P) adalah hasil dari gaya (F) yang diperlukan untuk memindahkan suatu benda dalam jarak (D) tertentu per satuan waktu (t).

Pada komponen engine, tenaga dinyatakan dengan satuan tenaga kuda (horsepower). Dan tenaga pada engine ditandai dengan adanya torque dan kecepatan, sehingga:

(4) - - - - P (horsepower) = Torque * kecepatan - - - > P = T * S

Kecepatan (S) dalam hal ini adalah kecepatan putar. Jika kecepatan pada umumnya adalah suatu jarak yang ditempuh dalam suatu satuan waktu, yang dinyatakan dalam km/jam atau m/detik, maka satuan kecepatan putar adalah putaran per menit (put/mnt), atau revolution per menit (rpm). Rpm tersebut harus dirubah menjadi satuan yang menyatakan jarak/waktu, untuk itu digunakan satuan yang dinamakan "radian".

Satu radian adalah suatu jarak yang ditempuh oleh sebuah titik dari suatu benda yang berputar sehingga jarak tersebut sama dengan jarak dari titik tersebut ke pusat putaran.
Dalam satu putaran dapat ditempuh dengan 2 pi radian, maka rumus diatas dapat diubah menjadi:

(5) - - - P = T * 2 pi * N - - -> dengan satuan kgm/menit.

Karena kecepatan yang diperoleh pada engine dalam satuan rpm maka harus diubah menjadi satuan putaran per detik sehingga rumus tersebut menjadi:

(6) - - - P = T * 2 pi * N / 60 - - -> satuannya sudah kgm/detik.

Satuan tenaga engine yang umum digunakan adalah HP (horsepower) atau PS (pferde starke), dimana 1 HP = 76,04 kgm/detik dan 1 PS = 75 kgm/detik, maka rumus diatas dapat diubah menjadi:

(7) - - - P = T * 2 pi * N / 60 * 76,04 - - -> satuannya menjadi HP

(8) - - - P = T * 2 pi * N / 60 * 75 - - -> satuannya menjadi PS

Contoh perhitungan dapat dilihat pada engine performance curve dibawah:

Pada kurva diatas diketahui, rated power pada rated speed 1850 rpm adalah sekitar 180 PS.
Ditanyakan berapakah nilai torque nya ?

Jawab:
Diketahui, rated power /P = 180 PS dan rated speed /N = 1850 rpm, maka:

P = T * 2 pi * N / 60 * 75
180 = T * 2 pi * N / 60 * 75
180 = T * 6,28 * 1850 / 4500
180 = T * 11.618 / 4500
180 = T * 2,58
T = 180 / 2,58
T = 69,77 kgm

Demikian hubungan antara work, torque dan power berikut contoh perhitungan nya. Semoga bermanfaat. Apabila masih ada yang kurang jelas silahkan tuangkan pertanyaan pada kolom komentar.

Salam.