FAKULTAS DESAIN dan TEKNIK PERENCANAAN

Transkripsi

1 FKULTS DESIN dan TEKNIK PERENNN UJIN TENGH SEMESTER ( U T S ) Periode Ganjil T 011 / 01 Jurusan : TEKNIK SIPIL Hari / Tanggal : Selasa / 7 Sept 011 Kd. Kelas : IE Waktu : 10:55 13:35 Mata Ujian : Fisika Mekanika SKS : 3 Dosen : Dr. Ir. Wiryanto Dewobroto, MT. Sifat Ujian : losed books Soal 1. (bobot 0%) carpenter holds a 1 kn weight of board with dimension as shown. If the personil can lift up the board. Please determined the force reaction at and at. Jawab : atatan: erat 1 kn adalah sama dengan 1. ton, terlalu berat untuk diangkat seorang pekerja seperti nampak pada gambar. Jadi soal diatas hanya ada secara teoritis, sebagai masalah yang harus dijawab. Langkah pertama untuk menyelesaikan kasus di atas adalah mengubahnya menjadi model struktur, yaitu penyederhanaan masalah real menjadi problem matematis agar dapat dengan mudah diselesaikan secara numerik dengan persamaan keseimbangan. 1 kn (resultant weight of board) 6 Figure 1. Model Struktur M = 0 vektor vertikal ke atas dan putaran searah jarum jam adalah positip. nggap di titik tumpuan (sendi) arah vektor gaya tumpan ke atas (positip) sehingga terhadap titik menghasilkan putaran berlawanan arah jarum jam (negatip) : ( R * ) + 1 * 4 = 0 R = 4 kn, nilai positip sehingga vektor ke atas. F V = 0 anggap vektor gaya tumpuan di adalah positip (arah ke atas) R + R 1 = 0 R = R + 1 = = 1, nilai negatif berarti asumsi arah sebelumnya adalah tidak tepat, yang benar arahnya adalah ke bawah. 1 kn (resultant weight of board) 1 kn 4 kn Figure. Model Struktur UTS Fisika Mekanika dari 5

2 Soal. (bobot 0%) Determine the magnitudes of the two components of the 600-N force, one directed along cable and the other along the axis of struts. Sederhanakan kasus di atas sebagai vektor F F cos45 R*sin30 Gambar di samping adalah gambaran keseimbangan gaya pada titik nodal. Vektor R adalah gaya aksi, sedangkan vektor F ca dan F ba adalah vektor gaya reaksi. Gaya reaksi dapat dicari dengan F R F sin45 keseimbangan gaya yaitu F h = 0 dan R*cos30 F v = 0 Untuk tahap awal gaya-gaya reaksi untuk keseimbangan di titik adalah sbb: F h = 0 (ke kanan adalah positip) F F * cos45 + R *sin 30 = 0... (1) F v = 0 (ke atas adalah positip) F * sin 45 R *cos30 = 0... () Diselesaikan dulu persamaan (): cos F = R * = 600 * = N nilai negatif, berarti arah berlawanan gambar. sin Nilai tersebut dimasukkan pada persamaan (1) hasilnya: F F * cos45 + R *sin 30 = 0 F ( ) * cos *sin 30 = 0 F = * cos *sin30 F = N nilai positip, berarti arah pada gambar sudah benar. F = N F = N F = N R = 600 N F = N R = 600 N a). Gaya aksi-reaksi keseimbangan titik b). Komponen vektor R arah dan Jadi jawaban untuk soal nomer dua adalah gambar b). UTS Fisika Mekanika 011 dari 5

3 150 ara di atas adalah cara analitis, dengan adanya program utod maka dapat juga dianalisis dengan grafis sebagai berikut : F F Komponen vektor R arah dan Soal 3. (bobot 30%) The system of four forces acts on the roof truss. Determine the equivalent resultant force and specify its location (direction) along, measured from point. 00 lb Sederhanakan kasus di atas sebagai vektorvektor berikut, F h dan F v adalah resultan komponen horizontal dan vertikal. 150 lb 300 lb x 75 lb 10.39ft Fv Fh Y erdasarkan hukum keseimbangan F horz = 0 maka F h = ( )*cos60 = 36.5 lb F vert = 0 F = ( ) *sin = lb v R = F h + F v R = = lb M = * * * *10.39 R * l = * l = 0 l = ft selanjutnya perhatikan vektor gaya berikut : UTS Fisika Mekanika dari 5

4 Rv Rh Orientasi gaya-gaya resultan. Dari gambar diatas dapat diketahui juga komponen resultan terhadap titik, yaitu: R h = 36.5 y = R v = x = 5.81 heck keseimbangan gaya = 150 * * * *10.39 R y + R x = ( h v ) 0 ( 36.5* * 5.81) 0 ( ) = = ok 10.39ft 00 lb ft 75 lb 300 lb Fh 3.031ft 150 lb 5.50ft Fv 363 UTS Fisika Mekanika dari 5

5 Soal 4. (bobot 30%) The weight of two blocks are W 1 = 300 N and W =50 N. Neglecting friction, determine the force the man must exert to hold the blocks in place. Note: the rope tied to the top end of steel rod which has pin connection at the bottom end. Sederhanakan kasus di atas sebagai vektor gaya orang yg narik W D W Jadi besarnya gaya horizontal hasil tenaga manusia adalah N. UTS Fisika Mekanika dari 5