< Previous 24 Tabel 13. Konversi daya Btu ft.lb/s hp kal/s kW W 1 british termal unit pergram 1 0,2161 392 x 10-6 0,07 293 x 10-6 0,293 1 foot pound persekon 4,628 1 1,818x10-3 0,3239 1,356x10-3 1,356 1 hourse power 2545 550 1 178,2 0,7457 745,7 1 kalori per detik 14,29 3,087 5,613x10-3 1 4,186x10-3 4,186 1 kilowatt 3414 737,6 1,341 238,9 1 1000 1 watt 3,143 0,7376 1,341x10-3 0,2369 10-3 1 Tabel 14. Konversi kecepatan ft/s km/jam m/s mil/jam cm/s knot 1 foot per detik 1 1,097 0,3048 0,6818 30,48 0,5925 1 km per jam 0,9113 1 0,2778 0,6214 27,78 0,5400 1 meter per detik 3,281 3,6 1 2,237 100 1,944 1 mile per jam 1,467 1,609 0,4470 1 44,70 0,8689 1 cm per detik 0,0328 0,036 0,01 0,0224 1 0,0194 1 knot 1,688 1,852 0,514 1,151 51,44 1 Tabel 15. Perkalian desimal SI Faktor Perkalian Singkatan Simbol 1018 Eksa E 1015 Peta P 1012 Tera T 25 Faktor Perkalian Singkatan Simbol 109 Giga G 106 Mega M 103 kilo K 102 hecto H 101 deca Da 10-1 deci Di 10-2 centi c 10-3 mili m 10-6 mikro 10-9 nano n 10-12 pico p 10-15 femto f 10-18 atto a Konversi (pengubahan) satuan harus dilakukan terutama akibat masih banyak dipakai “sistem satuan lama” pada buku-buku rujukan tertentu. Berikut dapat dilihat hubungan antara Satuan SI dan “sistem satuan lama”. Tabel 16 Konversi Satuan SI dan Sistim Lama Besaran Satuan “lama” SI Gaya 1 kgf 1 tf 10 N 10 kN Gaya per satuan panjang 1 kgf/m 1 tf/m 10 N/m 10 kN/m Gaya per satuan luas penampang 1 kgf/m2 1 tf/m2 1 kgf/cm2 10 N/m2 10 kN/m2 0,1 N/mm2 Gaya per satuan volume (isi) 1 kgf/m3 1 tf/m3 1 tf/cm3 10 N/m3 10 kN/m3 0,01 MN/m3 Momen dari gaya 1 kgfm 10 Nm 26 1 tfm 10 kNm Keterangan: f adalah singkatan dari force (gaya) RINGKASAN 1. Besaran adalah gambaran secara kuantitatif (ukuran) dari benda, proses atau suatu keadaan. Ada dua macam besaran yaitu : Besaran Vektor (besaran yang mempunyai besar (nilai) dan arah, seperti gaya, kecepatan, dan sebaginya), serta Besaran Skalar (besaran yang hanya mempunyai besar tapi tidak punya arah, contohnya : massa, panjang, waktu, suhu, dan sebagainya). 2. Satuan adalah cara mengungkapkan suatu ukuran dengan menggunakan bilangan. Ada tiga macam sistim satuan yaitu : British Gravitational system (BGS), Metric system (MKSA), dan System International Des Unites (SI) SOAL LATIHAN 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan satuan dan besaran? 2. Mengapa perlu adanya satuan dan besaran? 3. Apakah yang dimaksud dengan : a. Satuan dasar ? b. Besaran turunan ? c. Besaran vektor ? d. Besaran skalar ? 4. Satuan lain untuk gaya adalah dyne dan atau newton. Apakah yang dimaksud 1 dyne dan 1 newton itu? 27 KEGIATAN BELAJAR 2 MENYUSUN GAYA YANG SETARA Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari gaya-gaya yang bekerja di sekelilingnya. Mulai dari benda mati yang memiliki berat sendiri, sampai pada benda bergerak yang disebabkan bekerjanya gaya pada benda tersebut. Dalam ilmu mekanika teknik kita akan mempelajari hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu struktur dengan perilaku struktur akibat gaya tersebut. Sehingga atas dasar itu maka untuk mempelajari mekanika teknik terlebih dahulu perlu diketahui tentang definisi dari gaya serta sifat-sifat dari gaya seperti yang akan kita bahas berikut ini. 2.1 Pengertian Gaya Gaya dapat didefinisikan sebagai sesuatu yang menyebabkan benda (titik materi) bergerak baik dari diam maupun dari gerak lambat menjadi lebih lambat maupun lebih cepat. Menurut pengertian mekanika teknik, gaya dapat diartikan sebagai muatan yang bekerja pada suatu konstruksi, yang tidak dapat dilepaskan dari konstruksi itu sendiri. Dalam teknik bangunan, gaya berasal dari bangunan itu sendiri, seperti: berat Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti kegiatan belajar ini diharapkan kalian dapat memahami : 1. Pengertian gaya 2. Kesetaraan gaya 3. Keseimbangan gaya 4. Momen gaya, kopel, statis 28 benda di atasnya atau yang menempelnya, tekanan angin, gempa, perubahan suhu dan pengaruh pengerjaan. Gaya dapat digambarkan dalam bentuk garis (atau kumpulan garis) yang memiliki dimensi besar, garis kerja, arah kerja dan titik tangkap. Gaya-gaya biasanya disimbolkan dengan huruf F atau P dengan kekecualian huruf K untuk gaya tekuk dan huruf R bagi suatu resultante. Jika ada beberapa gaya, maka kita memberi index, misalnya: P1 , P 2, dan sebagainya. Pada gambar gaya kita menggaris gaya sebagai garis dengan menggunakan skala, misalnya 1 cm = 1 ton dengan tanda anak panah menunjukkan arah atau jurusannya. Satuan gaya menurut Sistem Satuan Internasional (SI) adalah Newton dan turunannya (kN). Akan tetapi ada yang memberi satuan kg gaya (kg). Bila gravitasi bumi diambil 10 m/detik2 maka hubungan satuan tersebut adalah 1 kg gaya (atau sering ditulis 1 kg) ekuivalen dengan 10 Newton. Pada gambar 8 dijelaskan pengertian gaya tersebut. Gambar 3. Gaya mempunyai besaran dan arah A B P = A adalah titik tangkap gaya P adalah besar gaya Garis AB adalah garis kerja gaya Skala panjang AB sebagai besaran Suatu gaya selalu mempunyai : - Besaran - Titik tangkap - Arah 29 Gambar 4. Gaya yang mempunyai sudut kemiringan α Apabila terdapat bermacam-macam gaya bekerja pada suatu benda, maka gaya-gaya tersebut dapat digantikan oleh satu gaya yang memberi pengaruh sama seperti yang dihasilkan dari bermacam-macam gaya tersebut, yang disebut sebagai resultan gaya. Gaya adalah VEKTOR yang mempunyai besar dan arah. Penggambaranya biasanya Berupa Garis dengan panjang sesuai dengan skala yang di tentukan. Gambar 5. Analogi gaya pada manusia Jadi, 50 kN adalah gaya yang diakibatkan oleh orang berdiri tersebut dengan arah gaya ke bawah yang diwakili sebagai gambar anak panah dengan panjang 1 cm, karena panjang 1cm setara dengan berat 50kN. Gambar 6. Garis kerja gaya adalah garis lurus yang melewati gaya 30 Gambar 7. Analogi garis kerja gaya Titik tangkap gaya adalah titik awal bermulanya gaya tersebut. Mobil mogok di atas jembatan, roda mobil serta tumpuan tangan orang yang mendorong adalah merupakan titik tangkap gaya. Gambar 8. Analogi gaya dan titik tangkap gaya Gaya dan titik tangkap bisa dipindah-pindah, asal masih dalam daerah garis kerja gaya, seperti disajikan pada Gambar 8 di bawah ini. Gambar 9. Perpindahan gaya dan titik tangkap gaya 31 Walaupun kita tidak bisa merasakan gaya dalam maupun gaya luar namun kita bisa melihat akibatnya. Suatu gaya menggeser suatu benda jika benda tersebut diikat dan gaya yang bekerja tidak seimbang. Pergeseran bisa berjurusan atau berarah lurus atau merupakan perputaran. Suatu gaya pada tangkai pengungkit dengan jarak siku-siku pada titik putaran mengakibatkan momen. F = besar gaya d = jarak Gambar 10. Momen akibat dari gaya pengungkit Komposisi Gaya Pada suatu struktur mungkin bekerja lebih dari satu gaya dan susunannya juga bermacam-macam, berbagai kemungkinan komposisi gaya antara lain : 1. Gaya-gaya kolinear, adalah gaya-gaya yang garis kerjanya terletak pada satu garis lurus. 2. Gaya-gaya konkuren, adalah gaya-gaya yang garis kerjanya berpotongan melalui suatu titik. 3. Gaya-gaya nonkonkuren, adalah gaya-gaya yang garis kerjanya berpotongan dengan yang lain tidak pada satu titik. 4. Gaya-gaya sejajar, adalah gaya-gaya yang garis kerjanya sejajar satu sama lain. F d 32 Gambar 11. Komposisi Gaya 2.2 Kesetaraan Gaya Kesetaraan gaya adalah “kesamaan pengaruh” antara gaya pengganti (resultan) dengan gaya yang diganti (gaya komponen) tanpa memperhatikan titik tangkap gayanya. Dengan demikian pada suatu keadaan tertentu, walaupun gaya sudah setara atau ekuivalen, ada perbedaan pengaruh antara gaya pengganti dengan yang diganti. Pada prinsipnya gaya dikatakan setara apabila gaya pengganti dan penggantinya baik gerak translasi maupun rotasi besarnya sama. Pada gambar 12 gaya P yang bertitik tangkap di A dipindahkan di B dalam garis kerja yang sama adalah setara (dalam arti efek gerak translasi dan rotasinya) tetapi hal ini dapat berpengaruh terhadap jenis gaya yang dialami benda, pada waktu titik tangkap gaya di A mengalami gaya tekan, sedang pada waktu di B benda mengalami gaya tarik. Gambar 12. Gaya P yang bertitik tangkap di A dipindahkan di B dalam garis kerja yang sama P P A B Benda yang dikenai gaya 33 2.3 Keseimbangan Gaya Keseimbangan gaya adalah hampir sama dengan kesetaraan gaya bedanya pada arah gayanya. Pada kesetaraan gaya antara gaya pengganti dengan gaya yang diganti arah yang dituju sama, sedang pada keseimbangan gaya arah yang dituju berlawanan, gaya pengganti (reaksi) arahnya menuju titik awal dari gaya yang diganti (aksi). Gambar 13. Keseimbangan gaya Dengan kata lain keseimbangan gaya yang satu garis kerja dapat dikatakan bahwa gaya aksi dan reaksi besarnya sama tapi arahnya berlawanan. Pada statika bidang (koplanar) ada dua macam keseimbangan yaitu keseimbangan translasi (keseimbangan gerak lurus) dan keseimbangan rotasi (keseimbangan gerak berputar). Untuk mencapai keseimbangan dalam statika disyaratkan ∑Gy = 0 (jumlah gaya vertikal = 0), ∑Gx = 0 (jumlah gaya horisontal = 0) dan ∑M=0 (jumlah momen pada sebuah titik =0). Bila ada sejumlah gaya yang bekerja pada sebuah benda, maka kesetimbangan gaya-gayanya ditentukan dengan rusultan gaya. Untuk menghitung berbagai gaya ini digunakan salib-sumbu ortogonal XY, dan semua gaya dilukiskan di dalam bidang ini agar dapat dihitung secara aljabar, disamping itu juga dapat digunakan cara grafis. Untuk penyelesaian secara aljabar ditetapkan tanda sebagai lazimnya digunakan di dalam salib-sumbu, yaitu : • Gaya Positif, suatu proyeksi gaya pada suatu sumbu akan positif, bila arah gaya tersebut ke kanan, atau ke atas. P P A B Benda yang dikenai Next >