1. Prinsip Dasar
-
Upload
ahmad-zohiri-saputra -
Category
Documents
-
view
259 -
download
0
Transcript of 1. Prinsip Dasar
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 1/18
MEKANIKA TEKNIK (STATIKA)
Bagian 1. Prinsip Dasar 1. Definisi dan Peranan Mekanika Teknik
2. Sejarah Mekanika Teknik
3. Hukum Newton
4. Sistem Satuan
5. Besaran Skalar dan Vektor
6. Prefiks
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 1
Jurusan Teknik Pertambangan - Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 2/18
Tujuan Pembelajaran
• Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dan peranan
mekanika teknik.• Mahasiswa mampu menjelaskan sejarah dan tokoh yang
berperan penting dalam ilmu mekanika.
• Mahasiswa mengenal dan mengetahui besaran dasar dan
idealisasi mekanika.
• Mahasiswa memahami hukum Newton gerakan dan
gravitasi.
• Mahasiswa mengenal sistem satuan yang umumnyadigunakan dalam mekanika teknik.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 2
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 3/18
Definisi
• Mekanika adalah cabang ilmu fisika tentang pengaruh
gaya pada suatu objek baik dalam keadaan diam maupunbergerak.
• Teknik/rekayasa adalah aplikasi ilmu matematika dan
fisika dalam perancangan dan pembuatan barang/benda
yang bermanfaat bagi manusia.
• Mekanika Teknik adalah cabang ilmu yang
mengaplikasikan prinsip-prinsip mekanika dalam bidang
teknik/rekayasa (setiap desain memerlukan analisispengaruh gaya).
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 3
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 4/18
Aplikasi
• Prinsip-prinsip mekanika sangat berperan penting dalam
riset dan pengembangan di bidang getaran, stabilitas dankekuatan struktur dan peralatan mesin, robotik,
perancangan pesawat dan roket, kontrol otomatis,
performa motor/mesin, aliran fluida, peralatan elektronik,
perilaku molekul dan atom, dan sebagainya.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 4
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 5/18
Sejarah
• Mekanika merupakan ilmu fisika yang paling tua.
• Archimedes (287-212 BC): prinsip tuas dan daya apung(buoyancy).
• Stevinus (1548-1620): formula vektor kombinasi gayadan prinsip statika.
• Galileo (1564-1642): investigasi permasalahan dinamikadengan percobaan batu jatuh.
• Newton (1642-1727): formula hukum gerakan, danhukum gravitasi
• Beberapa tokoh yang juga turut memberikan kontribusidalam pengembangan ilmu mekanika: da Vinci,Varignon, Euler, D’Alembert, Lagrange, Laplace, dantokoh lainnya.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 5
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 6/18
Konsep Dasar • Ruang (space) merupakan bidang geometrik dari suatu
benda yang digambarkan oleh pengukuran linier dan
sudut terhadap sistem koordinat. Untuk 3D, dibutuhkan 3koordinat (misal, x-y-z), sedangkan untuk 2D hanyadibutuhkan 2 koordinat (misal x-y).
• Waktu (time) merupakan ukuran dari suksesi suatu
kejadian dan merupakan dasar dari kuantitas dasar dalamdinamika. Waktu diabaikan dalam analisis statika.
• Massa (mass) merupakan ukuran dari inersia suatubenda. Massa juga diartikan sebagai kuantitas unsur (zat)
pada suatu benda.
• Gaya (force) merupakan aksi dari suatu benda kepadabenda lainnya. Gaya cenderung menggerakkan bendasearah dengan aksinya. Karakteristik gaya antara lainbesaran, arah, dan titik dimana gaya tersebut bekerja.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 6
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 7/18
Idealisasi Mekanika• Partikel (particle) merupakan benda yang dimensinya
dapat diabaikan. Dalam matematika, partikel diartikan
sebagai benda yang memiliki dimensi mendekati nol,sehingga dapat dianalisis sebagai massa terkonsentrasipada suatu titik.
• Benda tegar (rigid body) merupakan benda yang tidak
berubah bentuk. Pada benda tegar tidak pernah benar-benar tegar, melainkan tetap mengalami deformasi akibatgaya yang diterima tetapi umumnya deformasi kecil,sehingga tidak mempengaruhi kondisi keseimbangan atau
gerakan struktur yang ditinjau (diabaikan).• Gaya terkonsentrasi (concentrated force) merupakan
representasi gaya yang diasumsikan bekerja pada suatutitik di suatu bidang/benda.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 7
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 8/18
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 8
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 9/18
Hukum Newton
• Hukum Newton I: partikel tetap diam dan atau terus
bergerak dengan kecepatan yang seragam (dalam arahlurus dan kecepatan konstan) jika tidak ada gaya bekerja
padanya (resultante gaya sama dengan nol). Dikenal juga
hukum kelembaman.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 9
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 10/18
Hukum Newton
• Hukum Newton II: percepatan partikel adalah sebanding
dengan jumlah vektor dari gaya yang bekerja padanyadan dalam arah penjumlahan vektor tersebut.
• Hukum Newton III: gaya aksi dan reaksi diantara benda
yang berhubungan adalah sama nilainya, dengan arahyang berlawanan.
F = m a
Aksi = -Reaksi
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 10
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 11/18
Hukum Gravitasi
221
r
mmGF =
Dengan:
F : gaya tarik diantara dua partikel
G : konstanta gravitasi = 6,673(10-11) m3/(kg.s2)
m1, m2 : massa kedua partikel
r : jarak diantara pusat kedua partikel
Gaya tarik menarik F mengikuti hukum aksi dan reaksi.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 11
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 12/18
Satuan• Dua sistem satuan yang umumnya digunakan
adalah Sistem Internasional (dari Bahasa Perancis,
Système International d’Unités) yang digunakanoleh seluruh negara dan Satuan Amerika (U.S.Customary Units) atau Inggris (British System Units)yang digunakan pada negara-negara berbahasa
Inggris.• Sistem satuan lainnya yang digunakan pada negara
yang berbahasa selain Bahasa Inggris adalahsatuan MKS (meter, kilogram, second ) termasuk di
Indonesia.• Berdasarkan kesepakatan internasional, satuan SI
akan menggantikan sistem satuan lainnya di masayang akan datang.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 12
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 13/18
Satuan
Satuan SI: F = m a
N = kg.m/s2
(1 newton adalah gaya yang dibutuhkan untuk memberikan massa 1 kg
dengan percepatan 1 m/s2)
W = m g
N = kg.m/s2
Satuan Amerika: m = F / a
slug = lb.sec2/ft
g = 9,80665 m/s2
g = 32,1740 ft/sec2m = W / g
slug = lb.sec2/ft
g ≈ 9,81 m/s2
g ≈ 32,2 m/s2
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 13
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 14/18
Konversi Satuan
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 14
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 15/18
Besaran Vektor dan Skalar
• Besaran skalar adalah besaran yang hanya mempunyai
nilai saja. Contoh: waktu, panjang, volume, rapat massa,energi, dan massa.
• Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai
dan arah. Contoh: perpindahan, kecepatan, percepatan,
gaya, momen, dan momentum.
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 15
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 16/18
Prefixes (Awalan)
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 16
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 17/18
Contoh SoalTentukan berat dalam satuan newton
dari mobil dengan massa 1400 kg.
Konversikan massa mobil tersebutdalam slug dan kemudian tentukan
beratnya dalam pound.
Penyelesaian:
W = mg = 1400(9,81) = 13730 N
1 slug = 14,594 kg
m = 1400 (1 slug/14,594) = 95,9 slug
W = mg = 95,9(32,2) = 3090 lb
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 17
7/24/2019 1. Prinsip Dasar
http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 18/18
Contoh SoalGunakan hukum gravitasi untuk
menghitung berat dari orang dengan
massa 70 kg yang berdiri di permukaan bumi. Kemudian
gunakan juga persamaan W = mg
untuk menghitung berat orang
tersebut.
Penyelesaian:
Massa bumi me = 5,976 x 1024 kg
Radius bumi R = 6371 x 103 m
W = mg = 70(9,81) = 687 N
N688)10x6371(
)70)(10x976,5(10x673,6
23
2411
2 ===
−
R
mmGW e
M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 18