MEKANIKA TEKNIK. Sitti Nur Faridah

Transkripsi

1 1

2 MEKANIKA TEKNIK Sitti Nur Faridah Diterbitkan oleh : Pusat Kajian Media dan Sumber Belajar LKPP Universitas Hasanuddin 2016

3 MEKANIKA TEKNIK Penulis : Dr. Ir. Sitti Nur Faridah, MP. Desain cover : Nur Fajrianty Jamaluddin ISBN : Penerbit : Pusat Kajian Media dan Sumber Belajar LKPP Universitas Hasanuddin Makassar Cetakan Pertama, Desember 2016 Hak cipta dilindungi undang-undang Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun tanpa izin dari penulis.

4 KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah, Mekanika Teknik ini telah selesai. Perubahan dalam metode belajar dari sistem berbasis teaching menjadi learning, dengan menjadikan mahasiswa sebagai subjek belajar merupakan salah satu tujuan dari pengadaan buku ini. Kendala yang dihadapi mahasiswa dengan keterbatasan bahan bacaan dan referensi, diharapkan dapat teratasi dengan pengadaan buku ini, khususnya dalam mata kuliah Mekanika Teknik. Dengan pengadaan Mekanika Teknik diharapkan kompetensi lulusan program studi Keteknikan Pertanian dapat tercapai. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada pihak-pihak yang telah menbantu dalam proses penyusunan dan penerbitan buku ini. Akhirnya penulis berharap semoga buku ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Makassar, Desember 2016 Penulis

5 DAFTAR ISI DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Propil Lulusan Kompetensi Lulusan Analisis Kebutuhan Pembelajaran BAB II. KONSEP DAN PRINSIP DASAR 2.1. Pendahuluan Prinsip Dasar Dimensi dan Satuan Konversi Satuan Soal-soal BAB III. STATIKA BENDA TEGAR 3.1. Pendahuluan Gaya Resultan Gaya Komponen Gaya Benga tegar Soal-soal BAB IV. KONSEP KESEIMBANGAN 4.1. Pendahuluan Persamaan Keseimbangan Diagram Benda Bebas Keseimbangan Benda Statis Keseimbangan tiga buah gaya di satu bidang Soal-soal BAB V. PUSAT MASSA DAN TITIK BERAT 5.1. Pendahuluan Titik Berat Soal-soal BAB VI. MOMEN INERSIA 6.1. Pendahuluan Jari-jari Girasi Momen Inersia Polar Teorema Sumbu Sejajar Soal-soal... 66

6 BAB VII. KINEMATIKA GERAK LURUS 7.1. Pendahuluan Perpindahan Kecepatan Percepatan Soal-soal BAB VIII. PRINSIP DINAMIKA 8.1. Pendahuluan Hukum Pertama Newton Hukum Kedua Newton Hukum Ketiga Newton Persamaan Umum Gerak Gaya Gesek Soal-soal BAB IX. GETARAN BEBAS 9.1. Pendahuluan Getaran Bebas Gerak Harmonis sederhana Frekwensi Getaran Amplitudo Getaran Soal-soal BAB X. MOMENTUM DAN IMPULS Pendahuluan Pengertian Momentum Pengertian Impuls Impuls dan Perubahan Momentum Tumbukan dan Hukum Kekekalan Momentum Jenis-jenis Tumbukan Soal-soal BAB XI. KERJA DAN ENERGI Pendahuluan Pergertian Kerja Pergertian Energi Energi Kinetik Daya Energi Potensial Hukum Kekekalan Energi Soal-soal BAB XII. KINEMATIKA GERAK LENGKUNG Pendahuluan

7 12.2. Perpindahan Kecepatan Percepatan Gerak Melengkung Percepatan Normal dan Tangensial Persamaan Diferensial Gerak Lengkung Soal-soal BAB XIII. GERAK PELURU Pendahuluan Lintasan Peluru Kecepatan Peluru Puncak Lintasan jangkauan Peluru Soal-soal BAB XIV. KINEMATIKA PUTARAN Pendahuluan Perpindahan Sudut Kecepatan Sudut Percepatan Sudut Persamaan Gerak Putaran Oleh Momen Konstan Getaran Puntir Soal-Soal DAFTAR PUSTAKA SEKILAS PENULIS

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Besaran Pokok dan Dimensi... 7 Tabel 2.2. Besaran turunan... 8 Tabel 5.1. Titik berat benda teratur linier Tabel 5.2. Titik Berat Benda teratur berbentuk luas bidang homogen 46 Tabel 5.3. Titik berat benda teratur berbentuk ruang homogen.. 47

9 DAFTAR GAMBAR Gambar Gaya yang bekerja pada 2 buah partikel... 5 Gambar Sistem Satuan Gambar Garis kerja Gambar Garis kerja berupa gaya kolinier Gambar Garis kerja berupa gaya konkuren Gambar Garis gaya berupa gaya kopel Gambar Metode jajaran genjang Gambar Metode segitiga Gambar Metode Poligon gaya Gambar Komponen gaya Gambar Komponen gaya aturan segitiga Gambar a.paralellogram dan b. segitiga Gambar Gaya kopel Gambar Momen gaya Gambar Momen kopel Gambar Penjumlahan kopel Gambar Balok di braket Gambar Resultan gaya pada balok Gambar Batang kontrol Gambar Gaya-gaya pada sebuah benda Gambar Gaya pada sebuah piston Gambar Gaya yang bekerja pada sebuah rem Gambar Diagram benda bebas sebuah bola dengan tumpuan bidang datar Gambar Diagram benda bebas bola digantung 28 Gambar Keseimbangan gaya F Gambar Gaya pada satu bidang datar Gambar Gaya tidak pada suatu bidang datar Gambar Keseimbangan gara F 1 dan F Gambar Keseimbangan stabil benda yang digantung Gambar Keseimbangan stabil benda pada bidang datar. 32 Gambar Keseimbangan labil benda gantung Gambar Keseimbangan labil benda pada bidang datar. 33 Gambar Keseimbangan indeferen benga gantung Gambar Keseimbangan indeferen benda pada bidang datar 34 Gambar Tiga buah gaya dalam keseimbangan... 35

10 Gambar Gaya F 2 dicari harganya, dan gaya F 3 dicari arah dan harganya Gambar Gaya pada rol Gambar Digram benda bebas segitiga Gambar Sebuah benda digantung dengan tumpuan kawat 38 Gambar Gaya-gaya pada sebuah crane Gambar Titik pusat massa benda Gambar Letak titik pusat massa benda Gambar Titik berat pada koordinat x dan y Gambar Sistem segitiga partikel Gambar Susunan balok Gambar Sumbu koordinat pada susunan balok Gambar Balok berlubang Gambar Susunan balok berbeda Gambar Silinder tertutup Gambar Plat bulat Gambar Momen inersia suatu bidang Gambar Momen inersia bidang segiempat Gambar Momen inersia jajaran genjang atau bela ketupat 53 Gambar Momen inersia bidang segitiga terhadap alasnya 54 Gambar Kasus momen inersia Gambar Beberapa jari-jari inersia Gambar Momen inersia polar Gambar Momen inersia polar lingkaran terhadap pusatnya 57 Gambar Momen inersia seperempat lingkaran Gambar Momen inersia pada sumbu utama lingkaran.. 59 Gambar Bidang sumbu sejajar melalui sentroide.. 60 Gambar Balok vertikal Gambar Koordinat x dan y pada segitiga Gambar Balok flens Gambar Balok penampang T terbalik Gambar Momen inersia balok Gambar Balok penampang Z Gambar Perpindahan pada garis gerak Gambar Diagram perpindahan-waktu Gambar Diagram Kecepatan-waktu Gambar Diagram kecepatan waktu gerak lurus Gambar Diagram kecepatan-waktu Gambar Batang vertikal dengan tumpuan Gambar Grafik kecepatan sebuah mobil... 81

11 Gambar Diagram kecepatan waktu Gambar Lingkaran koordinat x dan y Gambar Gaya pada hukum dua Newton Gambar Beberapa gaya bekerja pada sebuah benda Gambar Beberapa gaya bekerja pada beberapa benda Gambar Gaya yang bekerja pada bidang miring Gambar Gaya pada benda diam Gambar Beberapa gaya normal Gambar Gaya-gaya vertikal pada benda Gambar Gaya pada bidang vertikal Gambar Percepatan pada bidang vertikal Gambar Gaya dengan percepatan ke bawah Gambar Gaya-gaya vertikal Gambar Gaya pada bidang miring Gambar Benda dengan gaya vertikal Gambar Balok pada tali fleksibel Gambar Benda pada bidang vertikal Gambar Benda dengan gaya vertikal Gambar Gaya dengan sudut-sudut Gambar Pegas spiral Gambar Gerak harmonis sederhana Gambar Kurva perpindahan, kecepatan dan percepatan pada gerak harnomis Gambar Proyeksi getaran Gambar Bobot dengan posisi keseimbangan statis Gambar Bola dengan kawat fleksibel Gambar Batang primatik dengan piringan Gambar Sebuah kapang pengapung Gambar Pegas spiral Gambar Penjumlahan momen mengikuti aturan penjumlahan vektor Gambar Hubungan F dan t (besaran impuls) Gambar Benda A dan B, sebelum, saat dan setelah tumbukan 120 Gambar Dua buah benda saling bertumbukan Gambar Tumbukan lenting sempurna Gambar Tumbukan lenting sebagian Gambar Tumbukan tidak lenting Gambar Gerobag menggelinding pada bidang datar Gambar Sebuah ayunan balastik Gambar Grafik P dan V

12 Gambar Benda ditarik dengan gaya F membentuk sudut θ 133 Gambar Daerah di bawah kurva dibagi menjadi bagian yang kecil Gambar Kerja oleh gaya F sejauh x Gambar Daya dalam F dan v Gambar Sebuah bobot W dengan jarak h Gambar Bola dan pegas Gambar Balok pada bidang miring Gambar Grafik perpindahan Gambar Grafik kecepatan Gambar Grafik percepatan Gambar Perpindahan pada bidang lengkung Gambar Grafik percepatan tangensial dan normal Gambar Perpindahan-waktu Gambar Gaya tali pada seutas tali Gambar Lintasan sebuah partikel Gambar Gerak peluru dengan sudut tetap Gambar Gerak peluru dengan ketinggian tertentu Gambar Gerak peluru dengan sudut dan ketinggian tertentu 159 Gambar Grafik kecepatan pada gerak peluru Gambar Grafik jangkaun peluru Gambar Gerak peluru dengan sudut α Gambar Gerak peluru dari titik A Gambar Gerak peluru membentuk sudut θ Gambar Sudut putar bidang koordinat Gambar Gaya inersia pada sumbu berputar Gambar Pendulum puntir Gambar Batang horisontal dengan kawat vertikal Gambar Penyambung segitiga