tugas mekanika teknik i.docx

Upload: julio-alex-padang

Post on 06-Jul-2018

250 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    1/109

    TUGAS MEKANIKA TEKNIK I

    Nama : Riadi Ichsan

    NPM : 1010015211022

    Dosen : Prof Dr Ir! Nasfr"#a$ %ar$o

    &URUSAN TEKNIK SIPI'

    (AKU'TAS TEKNIK SIPI' DAN PEREN%ANAAN

    UNI)ERSITAS *UNG !ATTA

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    2/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    3/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    4/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    5/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    6/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    7/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    8/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    9/109

    Mekanika:

    Ilmu yang mempelajari dan meramalkan kondisi benda diam atau bergerak akibatpengaruh gaya yang bereaksi pada benda tersebut.

    Dibedakan:

    Mekanika benda tegar (mechanics of rigid bodies)

    Mekanika benda berubah bentuk

    (mechanics of deformable)

    Mekanika fluida (mechanics of fluids)

    Mekanika benda tegar:

    • Statika : mempelajari benda dalam keadaan diam.

    • Dinamika : mempelajari benda dalam keadaan bergerak.

    ada 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)

    Hukum Paralelogram

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    10/109

    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 enjang 

    Hukum Transmisibilitas a!a)

    #ondisi 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 aris a!a

    "# Hukum I $e%ton :

    $ila 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 &elembaman

    '# Hukum II $e%ton :

    $ila resultan gaya yang bekerja pada suatu partikel tidak sama dengan nol partikel

    tersebut akan memperoleh percepatan sebanding dengan besarnya

    %

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    11/109

    gaya resultan dan dalam arah yang sama dengan arah gaya resultan tersebut.

    &ika ' diterapkan pada massa m" maka berlaku:

    F m # a

    )#

    Hukum III $e%ton :

    aya aksi dan reaksi antara benda yang berhubungan mempunyai besar dan

    garis aksi yang sama" tetapi arahnya berla*anan.

    *ksi +eaksi

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    12/109

    6#

    Hukum ra,itasi $e%ton :

    Dua partikel dengan massa M dan m akan saling tarik menarik yang sama dan

    berla*anan dengan gaya ' dan '+ " dimana besar ' dinyatakan dengan :

     F ,G

     M m

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    13/109

    r2

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    14/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    15/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    16/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    17/109

    : kostanta gra-itasi r : jarak M dan m

    -istem -atuan

    Mengacu pada Sistem Internasional (SI)

    • #ecepatan

    : ms

    • aya

    : /

    • ercepatan

    : ms0

    • Momen

    : / m atau /mm

    • Massa

    : kg

    • anjang

    : m atau mm

    • Daya

    : 1

    • 2ekanan

    : /m0 atau pascal (a)

    • 2egangan

    : /mm0 atau Ma

    • dll

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    18/109

    0

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    19/109

    -imbol -atuan

    Faktor Pengali

    Pengali

    *%alan

    -imbol

    % 333 333 333 333

    %3%0

    tera

    2

    % 333 333 333

    %34

    giga

    % 333 333

    %35

    mega

    M

    % 333

    %36

    kilo

    k

    %33

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    20/109

    %30

    hekto

    h

    %3

    %3%

    deka

    da

    3"%

    %3!%

    desi

    d

    3"3%

    %3!0

    senti

    c

    3"33%

    %3!6

    mili

    m

    3"33333%

    %3!5

    mikro

    7

    3"333 333 33%

    %3!4

    nano

    n

    3"333 333 333 33%

    %3!%0

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    21/109

    piko

    p

    3"333 333 333 333 33%

    %3!%8

    femto

    3"333 333 333 333 333 33%

    %3!%9

    atto

    a

    -istem a!a

    aya 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 a!a

    .#

    a!a &olinier :

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    22/109

    gaya!gaya yang garis kerjanya terletak pada satu garis lurus

    '%

    '0

    '6

    /#

    a!a &onkuren :

    gaya!gaya yang garis kerjanya berpotongan pada satu titik.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    23/109

    '%

    '0

    '

    '6

    "#

    a!a &oplanar :

    gaya!gaya yang garis kerjanya terletak pada satu bidang

    6

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    24/109

    '# a!a &opel :

    Sepasang gaya yang sejajar sama besar dan berla*anan arah yang bekerja pada

    suatu batang (benda)" akan menimbulkan menimbulkan kopel (momen) pada batang

    tersebut.

    M , ' ; r dengan ' adalah gaya dan r adalah jarak antar gaya

    r '

    '

    +esultan a!a

    Sebuah gaya yang menggantikan 0 gaya atau lebih yang mengakibatkan pengaruh

    yang sama terhadap sebuah benda" dimana gaya!gaya itu bekerja disebut dengan

    resultan ga!a#

    Metode untuk men0ari resultan ga!a :

    .# Metode jajaran genjang ( Hukum Paralelogram)

    '%

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    25/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    26/109

    '0

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    27/109

    "# Metode Poligon a!a

    F"

    '0 '

    '% '0

    '% =

    '6

    '

    1*T*T*$

    enggunaan metode segitiga dan poligon gaya" gaya!gaya yang dipindahkan harus

    mempunyai besar2 arah dan posisi !ang sama dengan sebelum dipindahkan#

    >ntuk menghitung besarnya = dapat dilakukan secara grafis (diukur) dengan skala

    gaya yang telah ditentukan sebelumnya.

    &omponen a!a

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    28/109

    aya dapat diuraikan menjadi komponen -ertikal dan hori?ontal atau mengikuti

    sumbu ; dan y.

    '@

    adalah gaya horisontal"

    sejajar sumbu ;

    'A

    adalah gaya -ertikal" sejajar sumbu y

    B : sudut kemiringan gaya

    y

    '; , ' cos B

    'y , ' sin B

    'A

    '

    sin B,

    Fy

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    29/109

    F

    cos B,Fx

    F

    '@

    tg B,

    Fy

    Fx

    ;

    • F , Fx 2 CFy2

    &ika terdapat beberapa gaya yang mempunyai komponen ; dan y" maka resultan

    gaya dapat dicari dengan menjumlahkan gaya!gaya dalam komponen ; dan y.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    30/109

    +3  4 F3

    + 5  4 F 5

    8

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    31/109

    *turan -egitiga :

    -oal latihan dikerjakan dan dikumpulkan

    %. 2entukan resultan dari gaya!gaya berikut dengan metode grafis dan analisis.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    32/109

    (a) (b)

    (c )

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    33/109

    5

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    34/109

    2entukan komponen gaya arah @ dan A dari sistem gaya berikut :

    (a) (b)

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    35/109

    (c) (d)

    (e)

    (f)

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    36/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    37/109

    ab /

    -T*TI&* 7$D* T7*+

    $enda tegar : elemen yang tidak berubah bentuk.

    &opel

    #ombinasi 0 buah gaya yang sama besar" garis aksi sejajar arah saling berla*anan.

    F.

    F/

    8

    Momen

    #ecendurungan suatu gaya untuk memutar benda tegar sekitar sebuah sumbu

    diukur oleh momen gaya terhadap sumbu tersebut.

    Misal :

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    38/109

    Momen M E dari suatu gaya ' terhadap suatu sumbu melalui E atau momen '

    terhadap E" didefinisikan sebagai : perkalian besar gaya ' dengan jarak tegak lurus d

    dari E ke garis aksi '.

    M*  F # d

    • Satuan dalam SI adalah: /m atau /mm

    9

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    39/109

    Momen -uatu &opel

    ' , '+ ' F M E (C)

    d , d% G d0 '+ F M E (!)

    Momen yang terjadi :

    M , 'd% G 'd0

    , ' (d% G d0)

    M , 'd

    &umlah M disebut momen dari kopel. M tidak tergantung pada pemilihan E sehingga :

    momen M suatu kopel adalah tetap besarnya sama dengan 'd dimana ' besar gaya

    dan d adalah jarak antara ke dua garis aksinya.

    Penjumlahan &opel

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    40/109

    Momen yang terjadi jika C S , =

    M , ( C S) p , p C Sp , =.p

    Dua kopel dapat diganti dengan kopel tunggal yang momennya sama dengan jumlah

    aljabar dari kedua momen semula.

    #edua gaya pada garis aksi yang sama dapat langsung dijumlahkan untuk mencari

    momen.

    Teorema 9arignon

    Momen sebuah gaya terhadap setiap sumbu" sama dengan jumlah momen

    komponen gaya (';" 'y)" terhadap sumbu yang bersangkutan.

    Momen dihitung dengan cara mengalikan gaya jarak terhadap satu pusat momen.

    aya harus tegak lurus terhadap sumbu momen.

    &ika tidak tegak lurus" maka harus dicari komponen gaya tegak lurus" baik ';

    maupun 'y.

    4

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    41/109

    1ontoh:

    Sebuah gaya ' : 933 / bekerja di braket seperti pada gambar. 2entukan momenterhadap $.

    &a*ab :

    aya ' , 933 / dengan sudut 53H" gaya tersebut tidak tegak lurus terhadap batang.

    Maka seperti pada 2eorema arignon" bah*a harus dicari komponen gaya '; dan

    'y.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    42/109

    '; , ' cos 53H , 933 cos 53H , 33 /

    'y , ' sin 53H , 933 sin 53H , 546 /

    unakan prinsip garis gaya untuk menghitung momen di $ akibat gaya '; J 'y.

    +00 N

    a) M$;, '; . EK

    , 33 . 3"%53 , 5 /.m (searah jarum jam)

    b) M$y, 'y . $K

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    43/109

    546 . 033 , %69"5 /.m (searah jarum jam)

    Maka jumlah momen $ dengan menggunakan 2eorema -arignon :

    %3

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    44/109

    M$ , M$; C M$y

    5 C %69"5

    030"5 /m (searah jarum jam)

    Sebuah gaya 633 / bekerja pada ujung tuas yang panjangnya 6 m. 2entukan momen

    gaya tersebut terhadap

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    45/109

    L , 633 / . sin 03H , %33"05 /

    M< , L . 6 , %33"05 . 6 , 633"9 /.m

    -oal latihan dikerjakan dan dikumpulkan

    %. 300

    30

    Sebuah gaya 63 /

    dikenakan pada

    batang pengontrol E$

    dengan panjang 93

    mm dan sudut

    633. tentukan momen

    gaya terhadap $

    dengan : a) menguraikan gaya menjadi komponen

    horisontal dan -ertikal" b) menjadi komponen!

    komponen sepanjang E$ dan yang berarah tegak

    lurus terhadap E$.

    Sebuah gaya sebesar 83 / dengan sudut ,

    633 dikenakan pada pedal rem di E. 2entukan

    momen akibat gaya di titik $.

    %%

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    46/109

    0.

    Sebuah gaya

    sebesar 

    633 /

    dikenakan

    pada

    engkol

    lonceng.

    Nitunglah momen akibat gaya

    terhadap

    <

    dengan menguraikan

    gaya menjadi komponen -ertikal dan

    horisontal.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    47/109

    6.

    aya

    '

    sebesar 

    %"8

    k/

    menggerakkan piston ke ba*ah dan

    menekan

     E$ sedemikian

    =upa

    sehingga

    $K

    berputar 

    $erla*anan

    arah jarum jam. 2entukan besar 

    momen yang terjadi terhadap K

    akibat gaya ' tersebut.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    48/109

    . ( - 1.5 /N Nitung momen di titik E akibat gaya ' sebesar 833 / dengan

    menguraikan gaya ke komponen ; dan A.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    49/109

    %0

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    50/109

    ab "

    &$-7P &7-7IM*$*$

    Suatu partikel dalam keadaan keseimbangan jika resultan semua gaya yang bekerja

    pada partikel tersebut nol.

    &ika pada suatu partikel diberi 0 gaya yang sama besar" mempunyai garis gaya yang

    sama dan arah berla*anan" maka resultan gaya tersebut adalah /

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    51/109

    6 jenis tumpuan yang biasa digunakan dalam suatu konstruksi yaitu :

    tumpuan sendi

    tumpuan roll

    tumpuan jepit

    .# Tumpuan +oll

    +!

    Dapat memberikan reaksi berupa gaya

    -ertikal (=y , 'y)

    2idak dapat menerima gaya horisontal

    (';).

    2idak dapat menerima momen

    &ika diberi gaya horisontal" akan

    bergerakmenggelinding karena sifat roll.

    %6

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    52/109

    /# Tumpuan -endi

    (engsel)

    +<

    +!

    "# Tumpuan Jepit

    +<

    M+!

    Mampu menerima 0 reaksi

    gaya :

    gaya -ertikal ('y)

    gaya horisontal (';)

    2idak dapat menerima

    momen (M).

    &ika diberi beban momen"

    karena sifat sendi" maka akan

    berputar.

    Dapat menerima semua

    reaksi:

    gaya -ertikal ('y)

    gaya hori?ontal (';)

    momen (M)

    dijepit berarti dianggap tidak

    ada gerakan sama sekali.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    53/109

    eban (muatan)

    Merupakan aksi gaya beban yang mengenai struktur.

    $eban dapat dibedakan menjadi beberapa jenis

    berdasarkan cara bekerja dari beban tersebut.

    $eban titikbeban terpusat.

    $eban yang mengenai struktur hanya pada satu titik

    tertentu secara terpusat.

    $eban terdistribusi merata.

    $eban yang mengenai struktur tidak terpusat tetapi

    terdistribusi" baik terdistribusi merata ataupun tidak

    merata. Sebagai contoh beban angin" air dan tekanan.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    54/109

    %

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    55/109

    $eban momen.

    $eban momen dapat berupa adanya beban titik pada konstruksi menimbulkanmomen atau momen yang memang diterima oleh konstruksi seperti momen puntir

    (torsi) pada poros transmisi.

    Dalam konstruksi mekanika teknik yang sesungguhnya" beban yang dialami oleh

    struktur merupakan beban gabungan.

    Misalnya sebuah jembatan dapat mengalami beban titik" beban bergerak" beban

    terbagi merata" beban angin dll.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    56/109

    Semua beban harus dihitung dan menjadi komponen *&-I" yang akan diteruskan ke

    tumpuanpeletakan" dimana tumpuan akan memberikan +7*&-I" sebesar aksi yang

    diterima" sehingga terpenuhi :

    *&-I +7*&-I

    'okus dalam Mekanika 2eknik I (Statika Struktur) adalah : Statis 2ertentu. $ah*a

    persoalan yang dipelajari dapat diselesaikan hanya dengan menggunakan 6

    persamaan keseimbangan statik yaitu : P'; , 3" P'y , 3" PM , 3. &ika persoalan

    tidak dapat diselesaikan dengan 6 persamaan tersebut dan membutuhkan lebih

    banyak persamaan" maka disebut dengan : S2E2IS 2E# 2Q/2>

    #esetabilan konstruksi statis tertentu diperoleh jika :

    Semua gejala gerakan (gaya) mengakibatkan perla*anan (reaksi) terhadap gerakan

    tersebut

    Suatu konstruksi statis tertentu akan stabil jika reaksi!reaksinya dapat dihitung

    dengan persamaan statis tertentu

    Dalam menganalisis suatu persoalan mekanika teknik" biasanya digunakan beberapa

    diagram yang dapat mendukung kemudahan analisis tersebut.

    Diagram +uang

    Suatu diagram yang menggambarkan kondisisituasi suatu masalah teknik yangsesungguhnya.

    • Skema" sketsa" ilustrasi

    %8

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    57/109

    Diagram enda ebas

    Diagram yang menggambarkan semua gaya!gaya yang bekerja pada suatu partikeldalam keadaan bebas. Dalam menganalisis persoalan mekanika diagram benda

    bebas ini sangat diperlukan untuk membantu memahami dan menggambarkan

    masalah keseimbangan gaya dari suatu partikel.

    1ontoh .:

    Kontoh 0 :

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    58/109

    Diagram ruang

    Diagram benda bebas

    oligon aya

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    59/109

    %5

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    60/109

    &asus -ederhana

    %) $alok Sederhana

    • 6 buah reaksi yang mungkin =NE : reaksi horisontal E

    +NE

    =E : reaksi -ertikal E

    =I$ : reaksi -ertikal $

    *

    a

    b

    8

    +-E

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    61/109

    +-$

     Enggap E$ sebagai free body (benda bebas)

    Syarat keseimbangan statis :

    a) P'; , 3 F =NE , 3 (tidak ada aksi)

    P'y , 3 F =E C =$ G ' , 3

    PM E  , 3 F ' . a ! =$ . O , 3

    =$ ,

     F .a

    a

    atau

    . F 

     L

     L

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    62/109

    d) PM$  , 3 F ' . b G =E . O , 3

     b =E , L .F

    0) $alok sederhana dengan muatanbeban lebih dari satu.

    a b c

    O

    PM E , 3 diperoleh =$ 

    PM$  , 3 diperoleh =E 

    P'y  , 3 untuk pengecekan hasil perhitungan

    d) P';  , 3 F =NE , 3 (tidak ada aksi)

    $alok sederhana dengan beban merata.

    $eban terbagi merata L (/m)

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    63/109

    2otal beban , L ; O dengan O panjang beban.

    $eban terbagi merata dapat di*akili oleh satu beban titik yang posisinya berada

    ditengah!tengah (titik berat beban)" digambarkan oleh '= , L ; O

    %

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    64/109

    F+ =;m

    a) PM E , 3

    =$ , R LO , R '=

    b) PM$ , 3

    =E , R LO , R '=

    c) P'N , 3

    =NE , 3 (tidak ada gaya horisontal)

    . $alok sederhana dengan beban o-erhang.

    F

    +NE

    *

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    65/109

    a

    b

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    66/109

    +E

    +$

    a) PM E , 3

    ' . (a C b) G =$ . a , 3

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    67/109

    , F (a Cb) 

     RVB a

    b) PM$ , 3

    ' . b C =E . a

     RVA , F 

    a.b

    2anda (!) menunjukkan bah*a reaksi =E ke ba*ah.

    c) P'N , 3

    =NE , 3 (tidak ada gaya horisontal)

    %9

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    68/109

    8. $alok sederhana dengan beban momen.

    +NE

    M

    *

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    69/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    70/109

    a

    b

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    71/109

    O

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    72/109

    +$

    +E

    a) PM E , 3

    M C =$ . O , 3

     R

    , M 

    (T)

    VB

     L

    b) PM$ , 3

    M ! =E . O , 3 =E ,M

    L ( U)

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    73/109

    c) P'N , 3

    =NE , 3 (tidak ada gaya horisontal)

    5. $alok #antile-er 

    F.

    +NE

    M E

    F/

    *

    O

    +

    E

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    74/109

    (i)

    P';  , 3 F =NE

    , '0

    (ii)

    P'y  , 3 F =E

    , '%

    PM E , 3 F '% . O G M E , 3

    M E , '% . O

    M E  adalah momen jepit ditumpuan E

    >>>>>>

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    75/109

    %4

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    76/109

    *'

    *P8I&*-I &$-7P &7-IM*$*$

    >ntuk menerapkan konsep keseimbangan dalam perhitungan konstruksi yang

    sesungguhnya" perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut :

    ambarkan diagram benda bebas dengan benar untuk memudahkan analisis.

    &enis tumpuan yang digunakan harus diperhatikan dengan baik" hal ini berkaitan

    dengan reaksi yang dapat diterima oleh tumpuan tersebut.

    $entuk dan arah beban (gayamuatan) harus diperhatikan dengan baik. aya

    dengan posisi tidak tegak lurus terhadap sumbu utama harus diuraikan terlebih

    dahulu menjadi komponen gaya arah sumbu ; dan y. Nal ini berkaitan dengan

    perhitungan momen yang terjadi. Momen hanya dapat dihitung jika gaya dan batang

    dalam posisi saling tegak lurus.

    $uat asumsi a*al terhadap arah reaksi di tumpuan. &ika hasil perhitungan bertanda

    negatif" maka arah gaya reaksi sesungguhnya berla*anan dengan arah asumsi

    a*al.

    unakan persamaan kesimbangan statis yaitu :

    P'; , 3

    P'y , 3

    PM , 3

    &asus .#

    erhatikan konstruksi derek (crane) berikut. E tumpuan sendi" $ tumpuan roll. $eban

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    77/109

    Derek tetap , %333 kg dengan pusat gra-itasi di . Derek digunakan untuk

    memindahkan beban seberat 033 kg. 2entukan reaksi di E dan $ dalam arah -ertikal

    dan horisontal.

    &a*ab :

    'beban  , 033 kg ; %3 ms0 (percepatan gra-itasi)

    0333 / , 0 k/

    • 'derek  , %333 kg , %3333 / , %3 k/

    03

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    78/109

    diktat-mekanika teknik-agustinus purna irawan-tm.ft.untar.jan07 

    Diagram benda bebas

    +9*

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    79/109

    /' k$

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    80/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    81/109

    +H*

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    82/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    83/109

    .? k$

    +H

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    84/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    85/109

    a)

    PM E , 3

    / m

    ' m

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    86/109

    0 . 5 C %3 . 0 G =N$ . %"8 , 3

    =N$ ,

    24.6 C10.2

    ,109,3kN (F)

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    87/109

    1,5

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    88/109

    b)

    PM$ , 3

    0 . 5 C %3 . 0 C =NE. %"8 , 3

    =NE ,

    24.6 C10.2

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    89/109

    ,109,3 kN

    (V)

    1,5

    c)

    P' , 3

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    90/109

    =E G %3 G 0 , 3

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    91/109

    =E , 6 k/ (U)

    &asus /

    Kari reaksi di E dan $ dari konstruksi balok sederhana berikut ini. Esumsi a*al =E 

    dan =$ ke atas (U)

    F.. k$

    F/(6 k$

    F"(6 k$

    +NE

    *

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    92/109

    6m

    5m

    0m

    0m

    +9*

    +9

    &a*ab :

    PM E , 3

    =$ . 4 G (%8 . 6) G (5 . %%) G (5 . %6) , 3

    ,15.3 C6.11 C6.13

    , U  R 21 kN ( )

    VB

    9

    0%

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    93/109

    PM$ , 3

    =E . 4 G (%8 . 5) C (5 . 0) C (5 . ) , 3

    ,15.6 6.2 6.4 , U

     R 6 kN   ( )

    VA

    9

    emeriksaan perhitungan : P' , 3

    '% C '0 C '6 ! =E G =$ , 3 %8 C 5 C 5 G 5 G 0% , 3

    3 , 3 WW.. terbukti

    P'N , 3

    =N$  , 3 karena tidak ada beban horisontal.

    &asus "#

    Struktur yang ada di ba*ah digunakan untuk mendukung sebagian atap bangunan.

    &ika diketahui tegangan pada tali sebesar %83 k/" tentukan reaksi di tumpuan Q yang

    merupakan tumpuan jepit.

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    94/109

    &a*ab :

    (i) $uat diagram benda bebas.

    =eaksi di tumpuan Q terdiri dari 6 karena Q merupakan tumpuan jepit yaitu : reaksi

    -ertikal" reaksi horisontal dan momen.

    +H7

    +97

    T.? k$

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    95/109

    00

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    96/109

    (ii) Sudut yang dibentuk oleh tali terhadap sumbu tegak adalah :

    D' , ED 2 CEF2 ,  62 C4,52 ,7,5 m tg θ ,46,5

    4,5

    B, arc tg 6  , 65"9H

    2egangan tali (2) , %83 k/

    2@ , 2 sin 65"9H , %83 sin 65"9H , 43 k/ 2y , 2 cos 65"9H , %83 cos 65"9H , %03

    k/

    P'@ , 3 =NQ G 2@ , 3

    =NQ

     , 2@ , 43 k/ ( V )

    P'y , 3

    =Q G 2y G 03 G 03 G 03 G 03 , 3

    =Q  , 033 k/ ( U)

    PMQ , 3

    MQ C 03 ("8) C 03 (8") C 03 (6"5) C 03 (%"9) G 2y ("8) , 3

    MQ  , % k/.m ( $&& )

    &asus '

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    97/109

    #onstruksi balok sederhana dengan tumpuan sendi dan roll" menerima beban

    terpusat '%" '0" dan '6 -ertikal ke ba*ah. Kari reaksi di tumpuan E dan $.

    F./? k$F/. k$ F".6 k$

    +NE

    *

    1

    D

    7

    6

    %3m

    %3m

    %0m

    9m

    +9*

    +9

    &a*ab :

    PM E , 3

    =-$ (3) G %5 (60) G %8 (03) G 03 (%3) , 3

    =$  , 08"6 k/ ( U)

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    98/109

    PM$ , 3

    =-E (3) G 03 (63) G %8 (03) G %5 (9) , 3 =E , 08" k/ ( U)

    P'N , 3

    =NE  , 3 karena tidak ada beban horisontal.

    06

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    99/109

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    100/109

    0m

    m

    6m

    +9*

    +9

    &a*ab:

    • aya '0 posisi miring" sehingga harus dicari gaya sumbu ; dan y.

     F   ,

    5

    3 F 

    2 ,

    5

    3 (20) ,12 kN 

     F  ! ,54

     F 2 ,54

     (20) ,16 kN 

    PM E , 3

    =-$ (4) G 'y (5) G 03 (0) , 3 =-$ (4) G %5 (5) G 03 (0) , 3

    =$  , %8"% k/ ( U)

    PM$ , 3

    =-E (4) G 'y (6) G 03 () , 3

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    101/109

    =-E (4) G %5 (6) G 03 () , 3 =E , 03"4 k/ ( U)

    P'NE , 3

    '; ! =NE  , 3

    =NE , '; , %0 k/ ( F )

    &asus 6

    #onstruksi balok sederhana dengan tumpuan sendi dan roll" menerima beban

    terdistribusi -ertikal ke ba*ah sebesar L , 8 k/m. Kari reaksi di tumpuan E dan $.

    L,8k/m

    +NE

    1

    7

    *

    %0m

    03m

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    102/109

    %0m

    +9*

    +9

    0

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    103/109

    &a*ab :

    $eban terdistribusi dapat di*akili satu beban titik yang merupakan resultan dari

    beban terdistribusi tersebut dan posisinya berada di tengah!tengah panjang beban.

    $eban total dari beban terdistribusi diperoleh dari perkalian beban dengan panjang

    balok yang terkena beban.

    'total , L ; O , 8 k/ ; 03 , %33 k/

    PM E , 3

    =-$ () G L. (03) (00) , 3

    =-$ () G 8 (03) (00) , 3 =$ , 83 k/ ( U)

    PM E , 3

    =-a () G L. (03) (00) , 3

    =-a () G 8 (03) (00) , 3 =a , 83 k/ ( U)

    P'NE , 3

    =NE  , 3 karena tidak ada beban horisontal.

    &asus @

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    104/109

    #onstruksi balok sederhana dengan tumpuan sendi dan roll" menerima beban

    terpusat '%" dan '0 serta beban terdistribusi merata L,%3 k/m -ertikal ke ba*ah.

    Kari reaksi di tumpuan E dan $.

    L,%3 k/m

    '%,%8 k/ '0,9 k/

    +NE

    1

    6

    *

    7

    m

    0m

    0m

    0m

    +9*

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    105/109

    +9

    &a*ab :

    'total , L ; O , %3 k/ ; , 3 k/

    PM E , 3

    =-$ (%3) G '0(9) G '% (5) G L () (0) , 3 =-$ (%3) G 9 (9) G %8 (5) G %3 () (0) , 3 =$ ,

    06" k/ ( U)

    PM$ , 3

    =-E (%3) G L()(9) G '% () G '0 (0) , 3 =-E (%3) G %3 ()(9) G %8 () G 9 (0) , 3 =E ,

    64"5 k/ ( U)

    08

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    106/109

    P'NE , 3

    =NE  , 3 karena tidak ada beban horisontal.

    &asus A

    #onstruksi balok sederhana dengan tumpuan sendi dan roll" menerima beban terpusat

    '0" dan '6 serta beban momen Mc,03 k/m ($erla*anan &arum &am , $&&).

    Kari reaksi di tumpuan E dan $.

    F/. k$ F".6 k$

    M1A? k$m

    +NE

    1

    D

    *

    7

    %3m

    %3m

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    107/109

    %0m

    9m

    +9*

    +9

    &a*ab :

    Momen merupakan hasil perkalian antara gaya dengan jarak tertentu dalam posisi

    saling tegak lurus.

    PM E , 3

    =-$ (3) G '6(60) G '0 (03) C MK , 3 =-$ (3) G %5 (60) G %8 (03) C 93 , 3 =$ , %9"6

    k/ ( U)

    PM$ , 3

    =-E (3) G MK G '0 (03) G '6 (9) , 3 =-E (3) G 93 G %8 (03) G %5 (9) , 3 =E , %0"k/ ( U)

    P'NE , 3

    =NE  , 3 karena tidak ada beban horisontal.

    &asus B

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    108/109

    #onstruksi balok kantile-er (balok dengan tumpuan jepit pada satu sisi)" menerima

    beban terpusat '0" '0" dan '6 serta beban terdistribusi L,%3 k/m. Kari reaksi di

    tumpuan E dan $.

    F/' k$

    F.6 k$

    L,%3 k/m

    F"" k$

    *

    1

    D

    6

    0m

    m

    6m

    05

  • 8/17/2019 TUGAS MEKANIKA TEKNIK I.docx

    109/109

    &a*ab :

    $eban total terdistribusi , L ; 6 , %3 ; 6 , 63 k/

    P'-$ , 3

    =-$ G '0 G '% G L (6) , 3 =-$ , C 5 C 63

    =$  , 3 k/ ( U)

    P'N$ , 3

    =NE G '6 , 3 karena tidak ada beban horisontal. =NE , 6 k/ (F)

    PM$ , 3

    M$ G '0 (4) G '% () G L (6)(%"8) , 3