1. prinsip dasar

7/24/2019 1. Prinsip Dasar

http://slidepdf.com/reader/full/1-prinsip-dasar 1/18

MEKANIKA TEKNIK (STATIKA)

Bagian 1. Prinsip Dasar 1. Definisi dan Peranan Mekanika Teknik

2. Sejarah Mekanika Teknik

3. Hukum Newton

4. Sistem Satuan

5. Besaran Skalar dan Vektor

6. Prefiks

M. Baitullah Al Amin Mekanika Teknik 1

Jurusan Teknik Pertambangan - Fakultas Teknik

Universitas Sriwijaya



Tujuan Pembelajaran

• Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dan peranan

mekanika teknik.• Mahasiswa mampu menjelaskan sejarah dan tokoh yang

berperan penting dalam ilmu mekanika.

• Mahasiswa mengenal dan mengetahui besaran dasar dan

idealisasi mekanika.

• Mahasiswa memahami hukum Newton gerakan dan

gravitasi.

• Mahasiswa mengenal sistem satuan yang umumnyadigunakan dalam mekanika teknik.




Definisi

• Mekanika adalah cabang ilmu fisika tentang pengaruh

gaya pada suatu objek baik dalam keadaan diam maupunbergerak.

• Teknik/rekayasa adalah aplikasi ilmu matematika dan

fisika dalam perancangan dan pembuatan barang/benda

yang bermanfaat bagi manusia.

• Mekanika Teknik adalah cabang ilmu yang

mengaplikasikan prinsip-prinsip mekanika dalam bidang

teknik/rekayasa (setiap desain memerlukan analisispengaruh gaya).




Aplikasi

• Prinsip-prinsip mekanika sangat berperan penting dalam

riset dan pengembangan di bidang getaran, stabilitas dankekuatan struktur dan peralatan mesin, robotik,

perancangan pesawat dan roket, kontrol otomatis,

performa motor/mesin, aliran fluida, peralatan elektronik,

perilaku molekul dan atom, dan sebagainya.




Sejarah

• Mekanika merupakan ilmu fisika yang paling tua.

• Archimedes (287-212 BC): prinsip tuas dan daya apung(buoyancy).

• Stevinus (1548-1620): formula vektor kombinasi gayadan prinsip statika.

• Galileo (1564-1642): investigasi permasalahan dinamikadengan percobaan batu jatuh.

• Newton (1642-1727): formula hukum gerakan, danhukum gravitasi

• Beberapa tokoh yang juga turut memberikan kontribusidalam pengembangan ilmu mekanika: da Vinci,Varignon, Euler, D’Alembert, Lagrange, Laplace, dantokoh lainnya.




Konsep Dasar • Ruang (space) merupakan bidang geometrik dari suatu

benda yang digambarkan oleh pengukuran linier dan

sudut terhadap sistem koordinat. Untuk 3D, dibutuhkan 3koordinat (misal, x-y-z), sedangkan untuk 2D hanyadibutuhkan 2 koordinat (misal x-y).

• Waktu (time) merupakan ukuran dari suksesi suatu

kejadian dan merupakan dasar dari kuantitas dasar dalamdinamika. Waktu diabaikan dalam analisis statika.

• Massa (mass) merupakan ukuran dari inersia suatubenda. Massa juga diartikan sebagai kuantitas unsur (zat)

pada suatu benda.

• Gaya (force) merupakan aksi dari suatu benda kepadabenda lainnya. Gaya cenderung menggerakkan bendasearah dengan aksinya. Karakteristik gaya antara lainbesaran, arah, dan titik dimana gaya tersebut bekerja.




Idealisasi Mekanika• Partikel (particle) merupakan benda yang dimensinya

dapat diabaikan. Dalam matematika, partikel diartikan

sebagai benda yang memiliki dimensi mendekati nol,sehingga dapat dianalisis sebagai massa terkonsentrasipada suatu titik.

• Benda tegar (rigid body) merupakan benda yang tidak

berubah bentuk. Pada benda tegar tidak pernah benar-benar tegar, melainkan tetap mengalami deformasi akibatgaya yang diterima tetapi umumnya deformasi kecil,sehingga tidak mempengaruhi kondisi keseimbangan atau

gerakan struktur yang ditinjau (diabaikan).• Gaya terkonsentrasi (concentrated force) merupakan

representasi gaya yang diasumsikan bekerja pada suatutitik di suatu bidang/benda.




Hukum Newton

• Hukum Newton I: partikel tetap diam dan atau terus

bergerak dengan kecepatan yang seragam (dalam arahlurus dan kecepatan konstan) jika tidak ada gaya bekerja

padanya (resultante gaya sama dengan nol). Dikenal juga

hukum kelembaman.




Hukum Newton

• Hukum Newton II: percepatan partikel adalah sebanding

dengan jumlah vektor dari gaya yang bekerja padanyadan dalam arah penjumlahan vektor tersebut.

• Hukum Newton III: gaya aksi dan reaksi diantara benda

yang berhubungan adalah sama nilainya, dengan arahyang berlawanan.

F = m a

Aksi = -Reaksi




Hukum Gravitasi

221

r

mmGF =

Dengan:

F : gaya tarik diantara dua partikel

G : konstanta gravitasi = 6,673(10-11) m3/(kg.s2)

m1, m2 : massa kedua partikel

r : jarak diantara pusat kedua partikel

Gaya tarik menarik F mengikuti hukum aksi dan reaksi.




Satuan• Dua sistem satuan yang umumnya digunakan

adalah Sistem Internasional (dari Bahasa Perancis,

Système International d’Unités) yang digunakanoleh seluruh negara dan Satuan Amerika (U.S.Customary Units) atau Inggris (British System Units)yang digunakan pada negara-negara berbahasa

Inggris.• Sistem satuan lainnya yang digunakan pada negara

yang berbahasa selain Bahasa Inggris adalahsatuan MKS (meter, kilogram, second ) termasuk di

Indonesia.• Berdasarkan kesepakatan internasional, satuan SI

akan menggantikan sistem satuan lainnya di masayang akan datang.




Satuan

Satuan SI: F = m a

N = kg.m/s2

(1 newton adalah gaya yang dibutuhkan untuk memberikan massa 1 kg

dengan percepatan 1 m/s2)

W = m g

N = kg.m/s2

Satuan Amerika: m = F / a

slug = lb.sec2/ft

g = 9,80665 m/s2

g = 32,1740 ft/sec2m = W / g

slug = lb.sec2/ft

g ≈ 9,81 m/s2

g ≈ 32,2 m/s2




Konversi Satuan




Besaran Vektor dan Skalar

• Besaran skalar adalah besaran yang hanya mempunyai

nilai saja. Contoh: waktu, panjang, volume, rapat massa,energi, dan massa.

• Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai

dan arah. Contoh: perpindahan, kecepatan, percepatan,

gaya, momen, dan momentum.




Prefixes (Awalan)




Contoh SoalTentukan berat dalam satuan newton

dari mobil dengan massa 1400 kg.

Konversikan massa mobil tersebutdalam slug dan kemudian tentukan

beratnya dalam pound.

Penyelesaian:

W = mg = 1400(9,81) = 13730 N

1 slug = 14,594 kg

m = 1400 (1 slug/14,594) = 95,9 slug

W = mg = 95,9(32,2) = 3090 lb




Contoh SoalGunakan hukum gravitasi untuk

menghitung berat dari orang dengan

massa 70 kg yang berdiri di permukaan bumi. Kemudian

gunakan juga persamaan W = mg

untuk menghitung berat orang

tersebut.

Penyelesaian:

Massa bumi me = 5,976 x 1024 kg

Radius bumi R = 6371 x 103 m

W = mg = 70(9,81) = 687 N

N688)10x6371(

)70)(10x976,5(10x673,6

23

2411

2 ===

−

R

mmGW e


1. prinsip dasar

Documents