I Made Gatot Karohika, ST. MT.Mechanical Engineering

Udayana University

STATIKA STRUKTUR

I. Pendahuluan

Genap 2012-2013

1 - 2

Contents

What is Mechanics?

Fundamental Concepts

Fundamental Principles

Systems of Units

Method of Problem Solution

Numerical Accuracy

1 - 3

Apakah Mekanika itu?• Mekanika adalah ilmu yang menggambarkan dan meramalkan kondisi

benda yang diam atau bergerak karena pengaruh gaya yang beraksi pada benda.

• Categories of Mechanics:- Rigid bodies

- Statics- Dynamics

- Deformable bodies- Fluids : Compressible dan

Incompressible F. (hidrolika)• Mekanika bukanlah suatu ilmu yang abstrak atau murni, tetapi suatu ilmu

terapan- akan tetapi mekanika tidak berdasar pada kaidah empiris sperti yang terdapat pada ilmu teknik lain; pendekatan lebih dititikberatkan pada cara deduktif yang menyerupai pendekatan matematika .

• Mekanika merupakan dasar dari banyak ilmu-ilmu teknik dan merupakan prasyarat yang tidak dapat dihilangkan untuk mempelajarinya.

1 - 4

Fundamental Concepts• Space [Ruang] – kedudukan suatu titik P. posisi titik P dapat didefinisikan

dengan 3 jarak diukur dari suatu titik acuan/ asal, dalam 3 arah yang ditentukan. Jarak ini dikenal sebagai koordinat titik P

• Time [Waktu] – definisi dari peristiwa memerlukan spesifikasi waktu dan posisi dimana itu terjadi.

• Mass [Massa] – digunakan untuk menentukan dan membedakan benda atas dasar suatu percobaan mekanika , e.g., 2 benda dgn massa yg sama, akan ditarik oleh bumi dgn cara yg sama; kedua benda tsb jg akan menunjukkan sifat hambatan yg sama ketika mengalami perubahan gerak translasi

• Force [Gaya] – menunjukkan aksi suatu benda terhadap benda lain. Gaya ditentukan oleh titik aksinya, besarnya, dan arahnya; gaya dinyatakan sbg suatu vektor

In Newtonian Mechanics, space, time, and mass are absolute concepts, independent of each other. Force, however, is not independent of the other three. The force acting on a body is related to the mass of the body and the variation of its velocity with time.

1 - 5

Fundamental Principles

• Parallelogram Law

• Principle of Transmissibility

• Newton’s First Law: bila gaya resultan yang beraksi pada suatu partikel sama dengan nol, partikel tersebut akan tetap diam (apabila mula-mula diam) atau akan bergerak dengan kecepatan sama pada suatu garis lurus (apabila mula-mula bergerak)

• Newton’s Third Law: Gaya aksi dan reaksi antara benda yang berhubungan mempunyai besar dan garis aksi yang sama dan berlawanan arah

• Newton’s Second Law: bila gaya resultan yang beraksi pada suatu partikel tidak sama dengan nol, partikel tersebut akan memperoleh kecepatan sebanding dengan besarnya gaya resultan dan dalam arah yang sama dengan arah gaya resultan tersebut

amF

• Newton’s Law of Gravitation: dua partikel akan saling tarik menarik yang sama dan berlawanan gaya,

22,

R

GMgmgW

r

MmGF

2 buah gaya yg beraksi pada suatu parikel dapat diganti dengan sebuah gaya, disebut gaya resultan, yg diperoleh dg menggambarkan diagonal jajaran genjang dgn sisi kedua gaya tersebut

Kondisi keseimbangan atau gerak suatu benda tegar tidak akan berubah apabila gaya yg beraksi pada suatu titik diganti dengan gaya lain yang sama besar dan arahnya, tetapi beraksi pada suatu titk yg berbeda , asalkan kedua gaya resebut terletak pada suatu garis aksi yang sama

1 - 6

Systems of Units

• Kinetic Units [satuan kinetik]: length [panjang], time [waktu], mass [massa], and force [gaya].

• Three of the kinetic units, referred to as basic units [satuan dasar], may be defined arbitrarily. The fourth unit, referred to as a derived unit [satuan turunan], must have a definition compatible with Newton’s 2nd Law,

amF

• International System of Units (SI):The basic units are length, time, and mass which are arbitrarily defined as the meter (m), second (s), and kilogram (kg). Force is the derived unit,

2s

m1kg1N1

maF

• U.S. Customary Units:The basic units are length, time, and force which are arbitrarily defined as the foot (ft), second (s), and pound (lb). Mass is the derived unit,

2sft1

lb1slug1

a

Fm

1 - 7

Method of Problem Solution• Problem Statement [Perumusan

Masalah]: Includes given data, specification of what is to be determined, and a figure showing all quantities involved.• Free-Body Diagrams [Diagram Benda Bebas]:Create separate diagrams for each of the bodies involved with a clear indication of all forces acting on each body.

• Fundamental Principles:The six fundamental principles are applied to express the conditions of rest or motion of each body. The rules of algebra are applied to solve the equations for the unknown quantities.

• Solution Check: - Test for errors in reasoning by verifying that the units of the computed results are correct,- test for errors in computation by

substituting given data and computed results into previously unused equations based on the six principles,- always apply experience and physical intuition to assess whether results seem “reasonable”

1 - 8

Numerical Accuracy [ ketelitian numerik]

• Ketelitian penyelesaian suatu soal tergantung pada 2 hal : 1) ketelitian data yang diberikan, 2) ketelitian perhitungan yang dilakukan. Jawaban soal tersebut tidak akan lebih teliti dari kedua hal diatas.

• Dalam permasalahan keteknikan secara umum data mempunyai ketelitian kira-kira 0,2 %. Sehingga , biasanya pendekatan pencatan parameter dimulai dengan “1” dengan 4 digits dan dengan 3 digits pada kasus yang lain, i.e., 40.2 lb and 15.58 lb.

• Kesepakatan dikelas: empat digit atau 2 digit dibelakang koma untuk desimal

• Penggunaan kalkulakor tangan dan komputer membuat ketelitian dari perhitungan lebih besar dari ketelitian data . Karenanya ketelitian jawaban biasanya dibatasi oleh ketelitian data.