mekanika teknik ( pengantar mekanika teknik )

Konsep dasar

—Ruang   adalah daerah geometri yang ditempati oleh benda yang posisinya digambarkan oleh pengukuran linear dan anguler relatif terhadap sistem koordinat. Untuk persoalan tiga dimensi, ruang membutuhkan tiga koordinat bebas, sedangkan untuk persoalan dua dimensi diperlukan hanya dua koordinat saja.

—Waktu  adalah ukuran peristiwa yang berurutan dan merupakan besaran dasar dalam dinamika. Waktu tidak dapat dimasukkan langsung dalam analisis persoalan statika.

—Massa  adalah ukuran kelembaman benda, yang merupakan penghambat terhadap perubahan kecepatan. Massa merupakan hal penting untuk persoalan statika karena massa juga merupakan sifat setiap benda yang mengalami gaya tarik-menarik dengan benda lain.

    (masa = berat????)

—Gaya adalah aksi suatu benda terhadap benda lain. Suatu gaya cenderung menggerakkan sebuah benda menurut arah kerjanya. Aksi sebuah gaya dicirikan oleh besarannya, arah kerjanya, dan titik kerjanya. Gaya adalah besaran vector

—Benda tegar. Sebuah benda dianggap tegar jika gerakan relatif antar bagian-bagiannya dapat diabaikan langsung. Sebagai contoh, perhitungan tarikan (tension) pada kabel yang menyangga tiang penderek mobil dalam keadaan mengangkut beban pada dasarnya tak terpengaruh oleh regangan (deformasi) dalam yang kecil pada anggota-anggota struktural tiang tersebut. Untuk tujuan ini, dari penentuan gaya luar yang bekerja pada tiang tersebut kita dapat memperlakukannya sebagai benda tegar. Statika terutama membahas perhitungan.gaya luar yang bekerja pada benda tegar yang berada dalam kondisi kesetimbangan. Untuk menentukan tegangan dan regangan dalam, karakteristik deformasi dari material (bahan tiang tersebut harus dianalisis. Analisis jenis ini termasuk dalam pelajaran mekanika benda-benda yang dapat berubah bentuk, yang dipelajari setelah statika.

Partikel dan Benda Tegar

Partikel:

  Mempunyai suatu massa namun ukurannya dapat diabaikan, sehingga geometri benda tidak akan terlibat dalam analisis masalah

Kombinasi sejumlah partikel yang mana semua partikel berada pada suatu jarak tetap terhadap satu dengan yang lain

—APA ITU MEKANIKA TEKNIK

•Ilmu yang mempelajari dan meramalkan kondisi benda diam atau bergerak akibat pengaruh gaya yang bereaksi pada benda tersebut.

adalah ilmu yang mempelajari tentang besar dan semua jenis gaya yang bekerja pada sebuah struktur, dan bagaimana pula pengaruh beban-beban tersebut pada kekuatan strukturnya
 

—SKALAR DAN VEKTOR

Mekanika membahas dua jenis besaran, yaitu skalar dan vektor. Besaran skalar hanya me-nunjukkan besarnya saja. Contoh besaran skalar dalam mekanika adalah waktu, volume, kerapatan, laju, energi, dan massa. Besaran vektor memiliki arah, selain besar, dan harus mematuhi hukum jajaran genjang penjumlahan, sebagaimana akan diuraikan dalam pasal ini. Contoh vektor adalah perpindahan, kecepatan, percepatan, momen, dan momentum.

   

—Vektor Bebas

—vektor yang aksinya tidak dibatasi atau dikaitkan dengan sebuah garis yang tunggal dalam ruang. Sebagai contoh, jika sebuah benda bergerak tanpa rotasi, maka gerakan atau pergeseran setiap titik pada benda tersebut dapat dianggap sebagai sebuah vektor, dan vektor ini akan menggambarkan besaran dan arah pergeseran setiap titik pada benda terse­but. Karena itu kita dapat menggambarkan pergeseran benda yang demikian dengan sebuah vektor bebas.

—

—Vektor Geser

—vektor di mana suatu garis tunggal dalam ruang harus dipertahankan sepanjang besaran vektor tersebut bekerja. Bila kita membahas aksi luar dari suatu gaya pada sebuah benda tegar, gaya tersebut dapat dikenakan pada sembarang titik sepanjang garis kerjanya tanpa mengubah efeknya pada benda secara keseluruhan dan karenanya dapat dipandang sebagai vektor geser.

—

—Penggambaran

—Sebuah besaran vektor V digambarkan dengan sepotong garis, yang mempunyai arah vektor yang digambarkan oleh ujung panah. Panjang bagian garis berarah tersebut mewakili besaran vektor [V] dan ditulis dengan huruf miring tercetak tipis V. Dalam persamaan skalar dan seringkali pada diagram di mana hanya besar sebuah vektor saja yang dinyatakan, simbol tersebut ditulis dengan huruf miring tipis

—

—Prinsip dasar

—Hk. Jajaran Genjang untuk Penjumlahan Gaya. Hukum ini menyatakan bahwa dua buah gaya yang beraksi pada suatu partikel dapat diganti dengan sebuah gaya, disebut gaya resultan, yang diperoleh dengan menggambarkan diagonal jajaran genjang dengan sisi kedua gaya tersebut.

—Prinsip Dasar

—Prinsip ini menyatakan bahwa kondisi keseimbangan atau gerak suatu benda tegar tidak akan berubah apabila gaya yang beraksi pada suatu titik diganti dengan gaya yang sama besar dan arahnya, tetapi beraksi pada suatu titik yang berbeda, asalkan kedua gaya tersebut terletak pada suatu garis aksi yang sama

—HUKUM NEWTON I

—Sebuah partikel akan tetap diam atau terus bergerak dalam sebuah garis lurus dengan kecepatan tetap jika tidak ada gaya tak-seimbang yang bekerja padanya.

—An object at rest will stay at rest, and an object in motion will stay in motion at constant velocity, unless acted upon by an unbalanced force

—Hukum Newton 2

—Hukum II. Percepatan sebuah partikel adalah sebanding dengan gaya resultan yang bekerja padanya dan searah dengan gaya tersebut.

—Force equals mass times acceleration.

—Hukum Newton III

—Gaya-gaya aksi dan reaksi antara benda-benda yang berinteraksi memiliki besar yang sama, berlawanan arah, dan segaris.

Besaran dan Turunan

NO	Besaran Pokok	Rumus	Dimensi
1	Luas	panjang x lebar	[L]2
2	Volume	panjang x lebar x tinggi	[L]3
3	Massa Jenis		[m] [L]-3
4	Kecepatan		[L] [T]-1
5	Percepatan		[L] [T]-2
6	Gaya	massa x percepatan	[M] [L] [T]-2
7	Usaha dan Energi	gaya x perpindahan	[M] [L]2 [T]-2
8	Impuls dan Momentum	gaya x waktu	[M] [L] [T]-1

 

—Standar Utama

—Massa. Kilogram didefinisikan sebagai massa suatu silinder platinum-iridium tertentu yang disimpan di Internasional Bureau of Weights and Measures di dekat Paris, Perancis. Sebuah tiruan yang persis dari silinder ini disimpan di National Bureau of Standards di Amerika Serikat dan digunakan sebagai standar masa di mana-mana.

—Standar Utama

—Panjang. Pada mulanya meter didefinisikan sebagai sepersepuluh juta kali jarak dari kutub ke garis khatulistiwa sepanjang garis bujur (meridian) yang melalui Paris. Lalu kemudian didefi­nisikan sebagai panjang satuan platinum-iridium tertentu yang disimpan di International Bureau of Weight and Measures. Kesulitan dalam perolehan dan ketepatan reproduksi ukuran tersebut mendorong digunakannya standar panjang yang lebih mudah direproduksi dan lebih tepat, yakni yang kini didefinisikan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang radiasi tertentu dari atom Krypton 86.

—Standar Utama

—Waktu.Sekon (s) pada mulanya didefinisikan sebagai 1/{86.400) hari surya rata-rata. Ketak-teraturan rotasi bumi menimbulkan kesulitan pada definisi ini, sehingga digunakan standar yang lebih tepat dan dapat direproduksi. Kini sekon didefinisikan sebagai 9.192.631.770 kali periode radiasi dalam keadaan tertentu dari atom cesium-133.

—

—Hukum Gravitasi

—Dalam statika, dan juga dalam dinamika, kita seringkali harus menghitung berat (gaya gravitasi yang bekerja pada) sebuah benda. Perhitungan ini bergantung kepada hukum gravitasi, yang juga dirumuskan oleh Newton. Hukum gravitasi dinyatakan dengan persamaan:

     di mana  

     F = gaya. tarik-menarik antara dua buah pattikel

     G = konstanta universal yang dikenal sebagai konstanta gravitasi

  m1, m2 = massa kedua partikel

  r=jarak antara pusat partikel