MEKANIKA
TEKNIK
Mekanika adalah ilmu yang mempelajari dan meramalkan kondisi benda
diam atau bergerak akibat pengaruh gaya yang bereaksi pada benda tersebut.
Mekanikan dibedakan:
1. Mekanika benda tegar
(mechanics of rigid bodies)
2. Mekanika benda berubah
bentuk (mechanics of deformable)
3. Mekanika fluida
(mechanics of fluids)
Mekanika benda tegar:
• Statika :
mempelajari benda dalam keadaan diam.
• Dinamika : mempelajari benda dalam keadaan bergerak.
Pada benda tegar tidak pernah benar-benar tegar, melainkan tetap
mengalami deformasi akibat beban yang diterima tetapi umumnya deformasi kecil,
sehingga tidak mempengaruhi kondisi keseimbangan atau gerakan struktur yang
ditinjau maka diabaikan.
Fokus Mekanika Teknik (I):
Mempelajari benda tegar dalam keadaan diam
Prinsip Dasar (6 hukum utama)
1. Hukum Paralelogram
-
Dua buah gaya yang bereaksi pada suatu
partikel, dapat digantikan dengan satu gaya (gaya resultan) yang diperoleh
dengan menggambarkan diagonal jajaran genjang dengan sisi kedua gaya tersebut.
-
Dikenal juga dengan Hukum Jajaran
Genjang
2. Hukum Transmisibilitas
Gaya)
-
Kondisi keseimbangan atau gerak suatu benda tegar tidak akan berubah
jika gaya yang bereaksi pada suatu titik diganti dengan gaya lain yang sama
besar dan arahnya tapi bereaksi pada titik berbeda, asal masih dalam garis aksi
yang sama.
-
Dikenal dengan Hukum Garis Gaya
3. Hukum I Newton :
-
Bila resultan gaya yang bekerja pada
suatu partikel sama dengan nol (tidak ada gaya), maka partikel diam akan
tetap diam dan atau partikel bergerak
akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan.
-
Dikenal dengan Hukum Kelembaman
4. Hukum II Newton :
-
Bila resultan gaya yang bekerja pada
suatu partikel tidak sama dengan nol partikel tersebut akan memperoleh percepatan sebanding dengan besarnya gaya
resultan dan dalam arah yang sama dengan arah gaya resultan tersebut.
-
Jika F diterapkan pada massa m, maka
berlaku:
Σ F = m . a
5. Hukum III Newton :
Gaya aksi dan reaksi antara benda
yang berhubungan mempunyai besar dan garis aksi yang sama, tetapi
arahnya berlawanan.
Aksi =
Reaksi
6. Hukum Gravitasi Newton
:
Dua partikel dengan massa M dan m akan saling
tarik menarik yang sama dan berlawanan dengan gaya F dan F’ , dimana besar F
dinyatakan dengan :
G : konstanta gravitasi
r : jarak M dan m
Sistem
Satuan
Mengacu pada Sistem Internasional
(SI)
• Kecepatan :
m/s
•
Gaya : N
• Percepatan : m/s2
•
Momen : N m atau Nmm
• Massa :
kg
•
Panjang : m atau mm
• Daya :
W
• Tekanan :
N/m2 atau pascal (Pa)
• Tegangan :
N/mm2 atau MPa
• dll
Simbol Satuan
Faktor Pengali
|
Pengali
|
Awalan
|
Simbol
|
1 000 000 000
000
|
10 12
|
tera
|
T
|
1 000 000 000
|
10 9
|
giga
|
G
|
1 000 000
|
10 6
|
mega
|
M
|
1 000
|
10 3
|
kilo
|
k
|
1 00
|
10 2
|
hecto
|
h
|
1 0
|
10 1
|
deka
|
da
|
0,1
|
10 -1
|
desi
|
d
|
0,01
|
10 -2
|
senti
|
c
|
0,001
|
10 -3
|
mili
|
m
|
0,000 001
|
10 -6
|
mikro
|
µ
|
0,000 000 001
|
10 -9
|
nano
|
n
|
0,000 000 000
001
|
10 -12
|
piko
|
p
|
0,000 000 000
000 001
|
10 -15
|
femto
|
f
|
0,000 000 000
000 000 001
|
10 -18
|
atto
|
a
|
Sistem Gaya
·
Gaya merupakan aksi sebuah benda terhadap benda lain dan umumnya ditentukan
oleh titik tangkap (kerja), besar dan arah.
·
Sebuah gaya mempunyai besar, arah dan
titik tangkap tertentu yang digambarkan
dengan anak panah. Makin panjang anak panah maka makin besar gayanya.
garis kerja
Jenis Gaya
1. Gaya Kolinier : gaya-gaya yang garis
kerjanya terletak pada satu garis lurus
2. Gaya Konkuren :
gaya-gaya yang garis kerjanya berpotongan pada satu titik.
3. Gaya Koplanar : gaya-gaya yang garis kerjanya terletak pada
satu bidang
4. Gaya Kopel : Sepasang gaya yang sejajar sama
besar dan berlawanan arah yang bekerja pada suatu batang (benda), akan
menimbulkan menimbulkan kopel (momen) pada batang tersebut.
M = F x r dengan F adalah gaya dan r adalah jarak antar
gaya
Resultan Gaya
Sebuah gaya yang menggantikan 2 gaya atau lebih yang mengakibatkan
pengaruh yang sama terhadap sebuah benda, dimana gaya-gaya itu bekerja disebut
dengan resultan gaya.
Metode untuk
mencari resultan gaya :
1. Metode jajaran
genjang ( Hukum Paralelogram)
Metode jajaran genjang dengan cara membentuk bangun jajaran genjang
dari dua gaya yang sudah diketahui sebelumnya. Garis tengah merupakan R gaya.
2. Metode Segitiga
3. Metode Poligon Gaya
CATATAN
•
Penggunaan metode segitiga dan poligon
gaya, gaya-gaya yang dipindahkan harus mempunyai besar, arah dan posisi yang sama dengan sebelum dipindahkan.
•
Untuk menghitung besarnya R dapat
dilakukan secara grafis (diukur) dengan skala gaya yang telah ditentukan
sebelumnya.
Komponen Gaya
Gaya dapat diuraikan menjadi komponen vertikal dan horizontal atau mengikuti sumbu x dan y.
FX adalah gaya
horisontal, sejajar sumbu x
FY adalah gaya vertikal,
sejajar sumbu y
Jika terdapat beberapa gaya yang mempunyai komponen x dan y, maka resultan gaya dapat dicari dengan
menjumlahkan gaya-gaya dalam komponen x dan y.
RX =
∑ FX
RY =
∑ FY
Aturan Segitiga :
Soal latihan
1. Tentukan resultan dari gaya-gaya berikut dengan metode grafis
dan analisis.
2. Tentukan komponen gaya
arah X dan Y dari sistem gaya berikut :
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar