BAB VI BEAM DEFLECTION APPARATUS

dokumen-dokumen yang mirip
FISIKA XI SMA 3

FIsika DINAMIKA ROTASI

Pertemuan V,VI III. Gaya Geser dan Momen Lentur

A. Pendahuluan. Dalam cabang ilmu fisika kita mengenal MEKANIKA. Mekanika ini dibagi dalam 3 cabang ilmu yaitu :

BAHAN AJAR FISIKA KELAS XI IPA SEMESTER GENAP MATERI : DINAMIKA ROTASI

Bab 6 Momentum Sudut dan Rotasi Benda Tegar

Pengertian Momen Gaya (torsi)- momen gaya.

Satuan dari momen gaya atau torsi ini adalah N.m yang setara dengan joule.

Contoh Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA. Pembahasan. a) percepatan gerak turunnya benda m.

PUNTIRAN. A. pengertian

Dinamika Rotasi, Statika dan Titik Berat 1 MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

bermassa M = 300 kg disisi kanan papan sejauh mungkin tanpa papan terguling.. Jarak beban di letakkan di kanan penumpu adalah a m c m e.

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

MAKALAH MOMEN GAYA. Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika Mekanik. Disusun Oleh: 1.Heri Kiswanto 2.M Abdul Aziz

a. Hubungan Gerak Melingkar dan Gerak Lurus Kedudukan benda ditentukan berdasarkan sudut θ dan jari jari r lintasannya Gambar 1

BAB II LANDASAN TEORI. A. Tinjauan Pustaka. 1. Vektor

BAB 1 Keseimban gan dan Dinamika Rotasi

momen inersia Energi kinetik dalam gerak rotasi momentum sudut (L)

Pertemuan I,II I. Struktur Statis Tertentu dan Struktur Statis Tak Tentu

C. Momen Inersia dan Tenaga Kinetik Rotasi

KHAIRUL MUKMIN LUBIS IK 13

Jenis Jenis Beban. Bahan Ajar Mekanika Bahan Mulyati, MT

II. KAJIAN PUSTAKA. gaya-gaya yang bekerja secara transversal terhadap sumbunya. Apabila

dengan g adalah percepatan gravitasi bumi, yang nilainya pada permukaan bumi sekitar 9, 8 m/s².

STRUKTUR STATIS TAK TENTU

1.1. Mekanika benda tegar : Statika : mempelajari benda dalam keadaan diam. Dinamika : mempelajari benda dalam keadaan bergerak.

PENGARUH JUMLAH PLAT BESI TERHADAP DEFLEKSI PEMBEBANAN PADA PENGUJIAN SUPERPOSISI Andi Kurniawan 1),Toni Dwi Putra 2),Ahkmad Farid 3) ABSTRAK

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODUL 5 MOMEN INERSIA

Mata Kuliah: Statika Struktur Satuan Acara Pengajaran:

Mekanika Rekayasa/Teknik I

PENGARUH PERBEDAAN PANJANG POROS SUATU BENDA TERHADAP KECEPATAN SUDUT PUTAR

MAKALAH MOMEN INERSIA

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Pengertian rangka

KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

TEST KEMAMPUAN DASAR FISIKA

BAB III PENGUJIAN, PENGAMBILAN DATA DAN

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

Sebuah benda tegar dikatakan dalam keseimbangan jika gaya gaya yang bereaksi pada benda tersebut membentuk gaya / sistem gaya ekvivalen dengan nol.

Fisika Umum (MA101) Kinematika Rotasi. Dinamika Rotasi

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

3- Deformasi Struktur

STATIKA I. Reaksi Perletakan Struktur Statis Tertentu : Balok Sederhana dan Balok Majemuk/Gerbe ACEP HIDAYAT,ST,MT. Modul ke: Fakultas FTPD

Golongan struktur Balok ( beam Kerangka kaku ( rigid frame Rangka batang ( truss

Bab VI Dinamika Rotasi

ANALISIS DEFLEKSI BATANG LENTURMENGGUNAKAN TUMPUAN JEPIT DAN ROLPADA MATERIAL ALUMINIUM 6063 PROFIL U DENGAN BEBAN TERDISTRIBUSI

GAYA GESER, MOMEN LENTUR, DAN TEGANGAN

III. TEGANGAN DALAM BALOK

RENCANA PROGRAM KEGIATAN PERKULIAHAN SEMESTER (RPKPS)

Bab 5 Puntiran. Gambar 5.1. Contoh batang yang mengalami puntiran

2 Mekanika Rekayasa 1

BAB II KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Besarnya defleksi ditunjukan oleh pergeseran jarak y. Besarnya defleksi y pada setiap nilai x sepanjang balok disebut persamaan kurva defleksi balok

Keseimbangan, Momen Gaya, Pusat Massa, dan Titik Berat

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Tumpuan Rol

Disamping gaya kontak ada juga gaya yang bekerja diantara 2 benda tetapi kedua benda tidak saling bersentuhan secara langsung. Gaya ini bekerja melewa

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Pertemuan VI,VII III. Metode Defleksi Kemiringan (The Slope Deflection Method)

sendi Gambar 5.1. Gambar konstruksi jembatan dalam Mekanika Teknik

BAB V Hukum Newton. Artinya, jika resultan gaya yang bekerja pada benda nol maka benda dapat mempertahankan diri.

MODUL. DINAS PENDIDIKAN PEMUDA DAN OLAHRAGA KOTA MATARAM SMA NEGERI 1 MATARAM JL. PENDIDIKAN NO. 21 TELP/Fax. (0370) MATARAM

Dari gamabar diatas dapat dinyatakan hubungan sebagai berikut.

Jadi momentum anguler adalah jumlah momen dari momentum linear jika sumbu putar sistem berhimpit.

DEPARTMEN IKA ITB Jurusan Fisika-Unej BENDA TEGAR. MS Bab 6-1

BAB II LANDASAN TEORI

Hukum Newton dan Penerapannya 1

HUKUM - HUKUM NEWTON TENTANG GERAK.

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Mesin CNC turning

BAB I PENDAHULUAN Umum. Pada dasarnya dalam suatu struktur, batang akan mengalami gaya lateral

BAB II DASAR TEORI 2.1 Spin Coating Metode Spin Coating

BAB 3 DINAMIKA. Tujuan Pembelajaran. Bab 3 Dinamika

IV. DEFLEKSI BALOK ELASTIS: METODE INTEGRASI GANDA

M E K A N I K A R E K A Y A S A I KODE MK : SEMESTER : I / 3 SKS

LENDUTAN (Deflection)

TUGAS MAHASISWA TENTANG

BAB IV HASIL PENELITIAN

Dinamika. DlNAMIKA adalah ilmu gerak yang membicarakan gaya-gaya yang berhubungan dengan gerak-gerak yang diakibatkannya.

SILABUS MATAKULIAH. Revisi : 3 Tanggal Berlaku : 02 Maret 2012

KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

MEKANIKA REKAYASA III

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

BAB II LANDASAN TEORI

Statika dan Dinamika

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

BAB II METODE KEKAKUAN

MEKANIKA UNIT. Pengukuran, Besaran & Vektor. Kumpulan Soal Latihan UN

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR MOMEN INERSIA. Tanggal percobaan: Selasa, 15 November Tanggal pengumpulan: Minggu, 20 November 2016

DEFORMASI BALOK SEDERHANA

Hukum I Newton. Hukum II Newton. Hukum III Newton. jenis gaya. 2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika.

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Prinsip Statika Keseimbangan (Meriam& Kraige, 1986)

Jurnal Teknika Atw 1

Pembahasan UAS I = 2/3 m.r 2 + m.r 2 = 5/3 m.r 2 = 5/3 x 0,1 x (0,05) 2

II. GAYA GESER DAN MOMEN LENTUR

GERAK BENDA TEGAR. Kinematika Rotasi

Tarikan/dorongan yang bekerja pada suatu benda akibat interaksi benda tersebut dengan benda lain. benda + gaya = gerak?????

5- Persamaan Tiga Momen

Program Studi Teknik Mesin S1

ANALISA BALOK SILANG DENGAN GRID ELEMEN PADA STRUKTUR JEMBATAN BAJA

MEKANIKA TEKNIK. Sitti Nur Faridah

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Prinsip Dasar Mesin Pencacah Rumput

Transkripsi:

BAB VI 6.1 Dasar Teori 6.1.1 Definisi Defleksi Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok atau batang yang ditinjau dari 1 dimensi akibat adanya pembebanan yang diberikan pada balok atau batang. Sumbu sebuah batang akan terdeteksi dari kedudukannya semula bila benda dibawah pengaruh gaya terpakai. Dengan kata lain suatu batang akan mengalami pembebanan transversal baik itu beban terpusat maupun terbagi merata akan mengalami defleksi. Defleksi ada 2 yaitu: 1. Defleksi Vertikal (Δy) Perubahan posisi batang atau balok arah vertikal karena adanya pembebanan yang diberikan pada batang atau balok. 2. Defleksi Horisontal (Δx) Perubahan posisi suatu batang atau balok arah horisontal karena adanya pembebanan yang dberikan pada batang atau balok. Gambar 6.1 Defleksi Sumber: Sudjito (2000,p.145) Hal-hal yang mempengaruhi terjadinya defleksi, yaitu: 1. Kekakuan Batang Merupakan kemampuan suatu benda menerima beban tanpa menyebabkan perubahan bentuk atau defleksi. Semakin kaku suatu batang maka lendutan yang akan terjadi pada batang akan semakin kecil. 2. Besar kecilnya gaya yang diberikan Besar-kecilnya gaya yang diberikan pada batang berbanding lurus dengan besarnya defleksi yang terjadi. Dengan kata lain semakin besar beban yang dialami batang maka defleksi yang terjadi pun semakin besar.

3. Jenis tumpuan yang diberikan Jumlah reaksi dan arah pada tiap jenis tumpuan berbeda-beda. Jika karena itu besarnya defleksi pada penggunaan tumpuan yang berbeda-beda tidaklah sama. Semakin banyak reaksi dari tumpuan yang melawan gaya dari beban maka defleksi yang terjadi pada tumpuan rol lebih besar dari tumpuan pin (pasak) dan defleksi yang terjadi pada tumpuan pin lebih besar dari tumpuan jepit. Macam-macam tumpuan, antara lain: a. Engsel Engsel merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertikal dan gaya reaksi horizontal. Tumpuan yang berpasak ini mampu melawan gaya yang bekerja dalam setiap arah dari bidang. Gambar 6.2 Tumpuan Engsel Sumber: Beer (2012,p.147) b. Rol Rol merupakan tumpuan yang hanya dapat menerima gaya reaksi vertikal. Jenis tumpuan ini mampu melawan gaya-gaya dalam suatu garis aksi yang spesifik. Gambar 6.3 Tumpuan Rol Sumber: Beer (2012,p.148) c. Jepit Jepit merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertikal, gaya reaksi horizontal dan momen akibat jepitan dua penampang. Tumpuan jepit ini mampu melawan gaya dalam setiap arah dan juga mampu melawan suatu kopel atau momen.

Gambar 6.4 Tumpuan Jepit Sumber: Beer (2012,p.149) 4. Jenis beban yang terjadi pada batang Beban terdistribusi merata dengan beban titik, keduanya memiliki kurva defleksi yang berbeda-beda. Pada beban terdistribusi merata slope yang terjadi pada bagian batang yang paling dekat lebih besar dari slope titik. Ini karena sepanjang batang mengalami beban sedangkan pada beban titik hanya terjadi pada titik tertentu saja. Jenis-jenis pembebanan, antara lain: a. Beban Terpusat Titik kerja pada batang dapat dianggap berupa titik karena luas kontaknya kecil. Gambar 6.5 Pembebanan Terpusat Sumber: Beer (2012,p.150) b. Beban Merata Disebut beban merata karena terdistribusi merata di sepanjang batang dan dinyatakan dalam qm (kg/m atau kn/m). Gambar 6.6 Pembebanan Merata Sumber: Beer (2012,p.151)

c. Beban bervariasi uniform Disebut beban bervariasi uniform karena beban sepanjang batang besarnya tidak merata. Gambar 6.7 Pembebanan Terbagi Merata Sumber: Beer (2012,p.167) 5. Bentuk Batang Bentuk batang yang memiliki radius dengan bentuk batang yang tidak memiliki radius memiliki defleksi yang berbeda. Bentuk batang yang memiliki radius cenderung sulit untuk terdefleksi dari pada bentuk batang yang tidak memiliki radius. Hal ini dikarenakan radius pada bentuk batang berguna untuk mendistribusikan beban, sedangkan untuk batang yang tidak memiliki radius bebannya terpusat. Gambar 6.8 Bentuk Batang yang Beradius Sumber: Popov (2006,p.276)

6.1.2 Perbedaan Defleksi dan Deformasi Seperti disebutkan diatas defleksi terjadi karena adanya pembebanan vertikal pada balok atau batang. Sedangkan deformasi tidak hanya terjadi karena pembebanan vertikal saja, tetapi karena adanya berbagai macam perlakuan yang dialami balok atau batang. Selain itu defleksi yang terjadi pada balok hanya merubah bentuk (lendutan) pada balok tersebut, sedangkan deformasi dapat merubah bentuk dan ukuran balok tersebut. Selain itu perbedaan antara defleksi dan deformasi juga dapat dilihat bedasarkan dimensi dari batang atau balok, jika defleksi maka batangnya hanya memiliki satu dimensi (p / l) sedangkan jika deformasi memiliki lebih dari satu dimensi (p, l, t). Gambar 6.9 Defleksi pada Beam Sumber : Beer (2012,p.198) Gambar 6.10 Deformasi pada Sebuah Balok Sumber: Beer (2012,p.216)

6.1.3 Momen Momen adalah kecenderungan sebuah gaya untuk memutar sebuah benda disekitar sumbu tertentu dari benda tersebut. Bila didefinisikan dari persamaannya adalah hasil perkalian dari besar gaya (F) dengan jarak tegak lururs (d). M = F.d...(6 1) Dimana: M = Momen (N.m) F = Gaya (N) d = jarak tegak lurus (m) Arah momen gaya tergantung dari perjanjian, misalnya searah jarum jam (CW/Clock Wise) atau berlawanan arah jarum jam (CCW/Counter Clock Wise) begitu pula dengan perjanjian tanda positif dan negatif dari CW dan CCW. Macam-macam momen: 1. Momen Gaya (Torsi) Perubahan gaya translasi pada sebuah benda dapat terjadi jika resultan gaya yang mempengaruhi benda tidak sama dengan nol. Jika resultan gaya adalah nol maka benda mungkin akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan. Untuk mengubah kecepatan dibutuhkan gaya. Hal ini sesuai dengan Hukum II Newton. Peristiwa yang sama juga berlaku pada gerak rotasi jika benda tersebut diberi momen gaya. Dengan adanya momen gaya maka benda akan mengalami perubahan kecepatan sudut. Momen gaya merupakan besaran vektor dan secara matematis dituliskan: τ = F. r...(6 2) Keterangan: τ = Momen Gaya (Torsi)(N.m) F = Gaya(N) r = jarak tegak lurus(m) 2. Momen Kopel Momen kopel dinotasikan dengan M, satuannya Nm. Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sama besar berlawanan arah dan sejajar. Besarnya kopel dinyatakan

dengan momen kopel (M). Pengaruh kopel terhadap benda yaitu dapat menyebabkan benda berotasi. M = F x d...(6 3) Keterangan : M = momen kopel (Nm) F = gaya (N) d = jarak antara kedua gaya (m) Gambar 6.111 Momen Kopel Sumber: Setyawan (2015,p.200) 3. Momen Inersia Momen inersia merupakan ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya. Besaran ini adalah analog rotasi daripada massa. Momen inersia berperan dalam rotasi seperti massa dalam dinamika dasar, menentukan hubungan antara momentum sudut dan kecepatan sudut, serta momen gaya dan percepatan sudut. I = k. m. r 2...(6 4) Keterangan: I = Momen Inersia(Kg m 2 ) k = konstanta inersia m = massa(kg) r = jari-jari objek dari pusat massa(m)

Gambar 6.12 Macam-macam Konstanta Inersia Sumber: Beer (2012,p.345) 4. Momen Bending Momen bending adalah jumlah dari semua komponen momen gaya luar yang bekerja pada segmen yang terisolasi, yaitu beban luar yang bekerja tegak lurus sepanjang sumbu axis. Sebagai contoh momen bending adalah terjadi pada jemuran baju. M I = σ y...(6 5) Keterangan: M = Momen Bending (Nm) I = Momen Inersia (kgm 2 ) Y = jarak dari sumbu netral ke permukaan luar benda (m) σ = Tegangan Bending (Pa)

6.1.4 Metode Perhitungan Defleksi Untuk menghitung besarnya defleksi banyak metode yang dapat digunakan salah satunya adalah metode Castigliano. Metode Castigliano adalah metode untuk menentukan perpindahan dari sebuah sistem linear-elastis berdasarkan pada turunan parsial dari prinsip persamaan energi. Konsep dasar teori yaitu bahwa perubahan energi adalah gaya dikalikan perpindahan yang dihasilkan, sehingga gaya dirumuskan dengan perubahan energi dibagi dengan perpindahan yang dihasilkan. Ada 2 teorema dalam teori Castigliano, yaitu: 1. Teori Pertama Castigliano Teori ini digunakan untuk menghitung gaya yang bereaksi dalam struktur elastis, yang menyatakan: Jika energi regangan dari suatu struktur elastis dinyatakan sebagai fungsi persamaan perpindahan qi, maka turunan parsial dari energi regangan terhadap perpindahan memberikan persamaan gaya Qi. Secara matematis, dirumuskas sebagai : Qi = δu..(6 6) δqi Dimana : Qi U qi = gaya (N) = energi regangan (Nm) = perpindahan (m) 2. Teorema Castigliano II Teori ini digunakan untuk menghitung perpindahan dari suatu struktur elastis sebagai persamaan gaya, Qi, maka turunan parsial dari energi regangan terhadap persamaan gaya memberikan persamaan perpindahan, qi, searah Qi. Secara matematis, dirumuskan sebagai : qi = δu..(6 7) δqi