1.  Pendahuluan

Pelajaran Mekanika Teknik I, diperuntukkan untuk membahas kesetimbangan benda. Pada pelajaran ini akan membahas tentang kesetimbangan antara lain berhubungan dengan perubahan gaya yang tak diketahui yang bekerja pada benda.

Pengetahuan mengenai gaya adalah sangat penting untuk perhitungan-perhitungan stabilitas dan deformasi. Gaya sebagai penyebab sebuah benda bergerak atau berdeformasi mempunyai arah dan besaran. Gaya juga menyebabkan terjadinya momen dan kopel dimana jika satu buah gaya bekerja pada benda sehingga benda cenderung berputar maka disebut momen sedangkan jika dua buah gaya disebut kopel.

Pada sebuah benda baik berupa garis lurus, garis lengkung, bidang maupun ruang, memiliki titik berat dimana sebuah gaya berat akan bekerja.

2. Pengertian Mekanika Teknik

Mekanika di bagi dalam 3 bagian besar :

  1. Mekanika Benda Kaku
  2. Mekanika Benda Elastis
  3. Mekanika Fluida

Mekanika Benda Kaku terbagi lagi atas:

  1. Statika
  2. Dinamika

Mekanika teknik (mekanika benda-benda kaku) adalah ilmu yang membahas benda yang diam atau bergerak di bawah pengaruh/aksi gaya. Ilmu mekanika teknik terdiri atas dua bagian, yaitu statika dan dinamika.

Statika, ilmu yang mempelajari kesetimbangan benda (benda dalam keadaan diam) dibawah pengaruh gaya, sedang  dinamika membahas gerakan benda.

3. Gaya

Gaya adalah penyebab suatu pergerakan dan deformasi suatu benda. Gaya mempunyai besaran dan arah. Untuk mempelajarinya kita lukiskan gaya itu sebagai sepotong garis lurus yang berpangkal sebuah titik dan berujung tanda panah yang disebut vektor, panjangnya melukiskan besar gaya, sedangkan tanda panah menunjukkan arah kerja gaya.

Gaya-gaya yang garis kerjanya terletak pada satu bidang datar disebut gaya koplanar. Gaya-gaya yang garis kerjanya berpotongan pada satu titik disebut gaya kongkuren (bertitik tangkap tunggal). Gaya-gaya yang garis kerjanya terletak pada satu garis lurus disebut gaya Moliner.

Gaya

Gambar 1.1. Besar dan Arah Gaya

3.1 Penjumlahan Gaya

Gaya yang bekerja dua atau lebih pada satu titik di bidang datar, ada dua kemungkinan untuk menentukan resultan dan arah resultan. Cara pertama adalah dengan metode poligon, untuk gambar 1.2. dapat dikerjakan dengan :

  1. Menghubungkan 2 gaya pertama (FA dan FB) dengan paralelogram gaya sehingga di dapat subresultan FR1. Kemudian FR1 ini dengan FC dihubungkan menjadi paralelogram gaya yang baru dan resultan R inilah yang merupakan resultan dari ketiga gaya FA , FB , dan FC. (Gambar 1.2)jumlah
  2. Menghubungkan gaya-gaya tersebut satu terhadap lainnya dengan skala “besar dan arah“ yang benar sehingga membentuk sebuah polygon. (Gambar 1.3)jumlah212

Garis penutup polygon yang menghubungkan titik tangkap gaya ke ujung panah gaya terakhir merupakan resultan dari ketiga gaya tersebut. Arah resultan berlawanan dengan arah polygon FA , FB , dan FC. Urutan-urutan menempatkan untuk membentuk rangkaian gaya itu bisa dipilih sembarangan .

Metode kedua adalah dengan pemecahan secara sistematis (metode grafis) tetapi membutuhkan banyak waktu dan sedikit ruwet. Kita memproyeksikan gaya-gaya pada sistim koordinat dan menghitung besar absis (nilai sumbu x) dan besar koordinat (nilai sumbu y).

grafis2.gifgrafis1

 

Untitled2.jpg
3.2 Penjumlahan Gaya Sejajar Dalam Satu Bidang

Dua atau lebih gaya yang sejajar pada suatu benda, tidak dapat diselesaikan dengan parallelogram gaya untuk mencari resultannya.

Untitled2

Gambar 1.5 Gaya Sejajar dalam Satu Bidang

a) Metode Pertama

R.gifGambar 1.6a Metode Parallelogram

b) Metode Kedua

R2.gifGambar 1.6b Metode Parallelogram

Perhitungan resultan gaya-gaya yang sejajar dalam satu bidang dapat pula ditentukan dangan cara menyusun gaya-gaya tadi.

R3.gifGambar 1.7 Resultan Gaya dengan Menyusun Gaya-gaya

Untuk mendapatkan titik tangkap Resultannya di pakai metode rope polygon (lukisan kutub).

R4.gif

Gambar 1.8. Metode Rope Polygon

4. Momen dan Kopel

4.1 Momen

Momen adalah sebuah gaya yang cenderung untuk menggerakkan dan memutar benda. Momen juga sering disebut torsi. Gambar dibawah menunjukkan satu gaya yang bekerja pada suatu benda yang cendrung untuk memutar benda.

Besarnya momen  =  Gaya kali jarak

M = F x d                  [Nm]

Tanda momen (perjanjian) yang searah jarum jam diberi tanda positif (+) dan yang berlawanan dengan arah jarum jam diberi tanda negative (-).

1a.jpgGambar 1.9 Momen

4.2 Prinsip Momen

Prinsip momen yang terpenting adalah menurut teori Varignon yang dikenal dengan nama principle of moment. Teori ini menyatakan “momen resultan gaya terhadap suatu titik, sama dengan jumlah momen komponen-komponennya terhadap titik yang sama”

r5.gifGambar 1.10 Teori Varignon

4.3 Kopel

Kopel adalah momen yang disebabkan oleh dua gaya yang sama dan berlawanan. Kopel mempunyai sifat yang tunggal (unique) yaitu momen pada semua titik akan sama dan hal ini sangat penting dalam mekanik.

kopel.jpgGambar 1.11 Kopel

Pada gambar 1.11., gaya F dan –F jaraknya sama dengan d, ini tidak dapat dikombinasikan karena jumlahnya sama dengan 0, akibatnya akan menyebabkan putaran. Kombinasi momen terhadap titik O disebut kopel (M)

Momen terhadap titik O adalah:

M = – F (a+d) + F(a) = – F x d

M  =  gaya  x  jaraknya

Tanda kopel (perjanjian) yang searah jarum jam diberi tanda positif (+) dan yang berlawanan dengan arah jarum jam diberi tanda negative (-).

Disini besarnya kopel pada setiap titik adalah sama yaitu gaya kali jarak gaya tersebut (lengan).

5. Titik Berat

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s