mekanika teknik mektek_polije

7/26/2019 Mekanika Teknik Mektek_POLIJE

1/33

MEKANIKA TEKNIK

OLEH:

AHMAD ROBIUL AWAL UDIN, ST., MT

TEKNIK OTOMOTIF POLITEKNIK NEGERI JEMBER

SEMESTER III, 2013/2014


2/33

Mechanics

Rigid Bodies

(Things that do not change shape)

Deformable Bodies

(Things that do change shape)Fluids

Statics Dynamics Incompressible Compressible

Apa itu Mekanika?

Cabang ilmu fisika yang berbicara tentang

keadaan diam atau geraknya benda-benda

yang mengalami kerja atau aksi gaya


3/33

Bagaimana evaluasinya ?

Tugas : 15 %

Pemb. Alat Peraga + absensi : 25 %

UTS : 30 % UAS : 30 %

Tidak mento ler irsegala ben tuk kecurangan

Tap i tetap bo lehcross check


4/33

KONSEP DASAR MEKANIKA TEKNIK

Partikel

Suatu jumlah benda yang sangat kecil (benda yang ukurannya mendekati nol)

sehingga dapat dianalisa sebagai sebuah titik yang memiliki massa. Benda tegar / kaku

Gabungan dari jumlah besar partikel yang membentuk suatu struktur tetap.

Massa

Kelembaman benda yang merupakan tahanan terhadap perubahan gerak.

Gaya

Suatu yang menjadi sebab perubahan dalam keadaan diam atau keadaan bergerak

terhadap benda


5/33

Apa pentingnya mekanika teknik (statik)

/ keseimbangan ?


6/33

Apa perbedaan Partikel dan Benda

Tegar/Kaku?

Partikel:

Mempunyai suatu

massa namun

ukurannya dapatdiabaikan, sehingga

geometri benda tidak

akan terlibat dalam

analisis masalah

Benda Tegar/Kaku:

Kombinasi sejumlah

partikel yang mana

semua partikelberada pada suatu

jarak tetap terhadap

satu dengan yang lain


7/33

Contoh Partikel


8/33

Contoh Benda Tegar


9/33

Review Sistem Satuan

Four fundamental physical quantities. Length, Time, Mass, Force.

We will work with two unit systems in statics: SI & US Customary.

Bagaimana konversi dari SI ke US atau sebaliknya ?


10/33

Hukum Newton

1.Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali

ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut. Berarti jika

resultan gaya nol, maka pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak

dengan kecepatan konstan (tidak mengalami percepatan).

2.Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan

sebesar F akan mengalami percepatan (a) yang arahnya sama dengan arah

gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik

terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada

suatu benda sama dengan turunan dari momentum linear benda tersebut

terhadap waktu.

3.Hukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama,dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya

sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesarF kepada

benda A. F danF memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini

juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai aksi dan F

adalah reaksinya.


11/33

Apa yang harus dilakukan supaya

Mekanika Teknik menjadi mudah ?

Banyak dan ser ing menyelesaikan soal-soal

Prosedur mengerjakan soal:

1. Baca soal dengan cermat2. Buat free body diagram dan tabulasikan data soal

3. Tuliskan prinsip dasar / persamaan yang relevan dengan

soal

4. Selesaikan persamaan sepraktis mungkin sehingga didapathasil yang signifikan dan jangan lupa disertai sistem satuan

5. Pelajari jawaban dengan akal sehat, masuk akal atau tidak

6. Jika ada waktu, coba pikirkan cara lain untuk menyelesaikan

soal tersebut.


12/33

THE WHAT, WHY AND HOW OF A

FREE BODY DIAGRAM (FBD)

Free Body Diagrams are one of the most important things for

you to know how to draw and use.

What ?- It is a drawing that showsall external forces acting on the

particle.

Why ?- It helps you write the

equations of equilibrium used to

solve for the unknowns (usually

forces or angles).


13/33

How ?

1. Imagine the particle to be isolated or cut free from its

surroundings.

2. Show all the forces that act on the particle.

Active forces: They want to move the particle.

Reactive forces: They tend to resist the motion.

3. Identify each force and show all known magnitudes

and directions. Show all unknown magnitudes and /

or directions as variables .

FBD at A

Note : Engine mass = 250 Kg

A


14/33

PENJUMLAHAN VEKTORKonsep vektor digunakan untuk besaran-besaran dalam

mekanika yang mempunyai besar dan arah. Adapun konsep

skalar digunakan untuk besaran besaran dalam fisika yangmempuyai besar saja

Vektor dapat digambarkan

dengan sepenggal garis berarah, di mana panjang penggalan

garis menyatakan besar vektor dan arah panah menyatakan arahvektor.

Gambar di bawah menggambarkan vektor AB (AB ) dengan titik A

sebagai titik tangkap vektor AB


15/33

Fundamental Principles

The parallelogram law for the addition of forces: Two

forces acting on a particle can be replaced by a single

force, called resultant, obtained by drawing the diagonal

of the parallelogram which has sides equal to the given

forces

f1

f2

f1+f2

Parallelogram Law


16/33

Fundamental Principles (cont)

The principle of transmissibility: A force acting at a pointof a rigid body can be replaced by a force of the the samemagnitude and same direction, but acting on at a different

point on the line of action

f1

f2

f1 and f2 are equivalent if theirmagnitudes are the same and the

object is rigid.

Principle of Transmissibility


17/33

APPLICATION OF VECTOR

ADDITION

There are four

concurrent cable forces

acting on the bracket.How do you determine

the resultant force acting

on the bracket ?


18/33

Penjumlahan Vektor

Trapezoid rule for vector addition

Triangle rule for vector addition

B

B

C

C

QPR

BPQQPR

cos2222

Law of cosines,

Law of sines,

P

C

QP

B

Q

A sinsinsin

Vector addition is commutative,

PQQP

Vector subtraction


19/33

Sample Problem

The two forces act on a bolt at

A. Determine their resultant.

SOLUTION:

Trigonometric solution - use the triangle

rule for vector addition in conjunction

with the law of cosines and law of sines

to find the resultant.


20/33

Sample Problem (cont) Trigonometric solution - Apply the triangle rule.

From the Law of Cosines,

155cosN60N402N60N40

cos2

22

222 BPQQPR

A

A

R

QBA

R

B

Q

A

20

04.15

N73.97

N60155sin

sinsin

sinsin

N73.97R

From the Law of Sines,

04.35


21/33

ADDITION OF SEVERAL VECTORS

Step 3 is to find the magnitude

and angle of the resultant vector.

Step 1 is to resolve each forceinto its components

Step 2 is to add all the x

components together and add all

the y components together. Thesetwo totals become the resultant

vector.


22/33

Example of this

process,


23/33

You can also represent a 2-D vector with a

magnitude and angle.


24/33

EXAMPLE

Given: Three concurrent forces

acting on a bracket.Find: The magnitude and

angle of the resultant

force.

Plan:

a) Resolve the forces in their x-y components.

b) Add the respective components to get the resultant vector.

c) Find magnitude and angle from the resultant components.


25/33

EXAMPLE (continued)

F1= { 15 sin 40 i+ 15 cos 40j} kN

= { 9.642 i+ 11.49j} kN

F2= { -(12/13)26 i+ (5/13)26j} kN

= { -24 i+ 10j} kN

F3= { 36 cos 30 i36 sin 30j} kN

= { 31.18 i18j} kN


26/33

EXAMPLE (continued)

Summing up all the iandjcomponents respectively, we get,

FR= { (9.64224 + 31.18) i+ (11.49 + 1018)j} kN

= { 16.82 i+ 3.49j} kN

x

y

FRFR= ((16.82)2 + (3.49)2)1/2 = 17.2 kN

= tan-1(3.49/16.82) = 11.7


27/33

Sample Problem

Four forces act on boltA as shown.Determine the resultant of the force

on the bolt.

SOLUTION:

Resolve each force into rectangular

components.

Calculate the magnitude and direction

of the resultant.

Determine the components of the

resultant by adding the corresponding

force components.


28/33

Sample Problem (cont)SOLUTION:

Resolve each force into rectangular components.

1.4N1199

N314tan

.

.

R

R

x

y

Calculate the magnitude and direction.

N6.199sin

N3.14

R

1.4

Determine the components of the resultant by

adding the corresponding force components.

1.199xR 3.14yR

9.256.96100

0.1100110

2.754.2780

0.759.129150

4

3

2

1

F

F

F

F

compycompxmagforce


29/33

READING QUIZ

1. The subject of mechanics deals with what happens to a body

when ______ is / are applied to it.

A) magnetic field B) heat C) forces

D) neutrons E) lasers

2. ________________ still remains the basis of most of todays

engineering sciences.

A) Newtonian Mechanics B) Relativistic Mechanics

C) Euclidean Mechanics C) Greek Mechanics


30/33

READING QUIZ

3. Which one of the following is a scalar quantity?

A) Force B) Position C) Mass D) Velocity

4. For vector addition you have to use ______ law.

A) Newtons Second

B) the arithmetic

C) Pascals

D) the parallelogram


31/33

CONCEPT QUIZ

5. Can you resolve a 2-D vector along two directions, whichare not at 90 to each other?

A) Yes, but not uniquely.

B) No.

C) Yes, uniquely.

6. Can you resolve a 2-D vector along three directions (sayat 0, 60, and 120)?

A) Yes, but not uniquely.B) No.

C) Yes, uniquely.


32/33

ATTENTION QUIZ

7. Resolve Falong x and y axes and write it in

vector form. F= { ___________ } N

A) 80 cos (30) i - 80 sin (30)j

B) 80 sin (30) i + 80 cos (30)j

C) 80 sin (30) i - 80 cos (30)j

D) 80 cos (30) i+ 80 sin (30)j

8. Determine the magnitude of the resultant (F1+ F2)

force in N when F1= { 10 i+ 20j} N and F2 =

{ 20 i+ 20j} N .

A) 30 N B) 40 N C) 50 N

D) 60 N E) 70 N

30

xy

F = 80 N


33/33

mekanika teknik mektek_polije

Documents