PARTIKEL - Binus Repository

Matakuliah
Tahun
Versi
: D0472/PERANCANGAN ELEMEN MESIN
: 2005
:
Pertemuan 3
MEKANIKA GAYA
1
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa
akan mampu :
• menjelaskan bentuk beban dan tegangan yang
terjadi serta dapat menguraikan beban dan
gaya dalam sebuah elemen
2
Outline Materi
•
•
•
•
Kesetimbangan Gaya
Penguraian Gaya
Penjumlahan Gaya
Resultan Gaya
3
KESETIMBANGAN PARTIKEL
• PARTIKEL :
– Ukuran dan bentuk tdk berdampak signifikan thd
solusi soal
– Semua gaya yg bekerja padanya dpt diasumsikan
bekerja pd satu titik.
• KESETIMBANGAN PARTIKEL
– Partikel dalam kesetimbangan, resultan semua
gaya pada partikel = 0.
– Pernyataan matematis, R =
• PENYELESAIAN:
– Cara Grafis
– Cara trigonometris
4
KESETIMBANGAN PARTIKEL
Komponen gaya-gaya yang kita jumlahkan,
mempunyai kemungkinan harga
resultannya adalah nol. Dalam keadaan ini
partikel tersebut dikatakan dalam keadaan
seimbang. Persamaan untuk membuat
suatu siatem seimbang adalah,
F
x
 0 dan
F
y
0
5
PENGURAIAN GAYA
• Dua atau lebih gaya yang beraksi pada sebuah
partikel dapat digantikan dengan sebuah gaya
tunggal dengan efek yang sama pada partikel
tersebut. Demikian juga sebaliknya.
• Dua hal yang perlu diperhatikan:
– Salah satu dari dua komponen, P, diketahui. Komponen
kedua, Q, diperoleh dengan menggunakan hukum segitiga;
besar dan arah Q ditentukan secara grafis atau ilmu ukur
segitiga.
– Garis aksi dari setiap komponen diketahui. Besar dan arah
komponen diperoleh dengan menggunakan hukum jajaran
genjang dan dengan menggambarkan garis melalui ujung F,
sejajar dengan garis gaya yang diketahui. Cara ini
memberikan dua komponen P dan Q yang dapat ditentukan
secara grafis atau secara ilmu segitiga dengan rumus sinus.
6
KOMPONEN TEGAK LURUS GAYA
• Pada gambar berikut, gaya F diuraikan
dalam komponen Fx sepanjang sumbu x dan
Fy sepanjang sumbu y. Jajaran genjang yang
digambarkan untuk memperoleh kedua
komponen tersebut berbentuk empat persegi
panjang, Fx dan Fy disebut komponen tegak
lurus.
• Dengan menuliskan F sebagai harga satuan
gaya F,  sudut antara F dan sumbu x dan Fx
serta Fy menyatakan harga komponen Fx
dan Fy, diperoleh :
Fx = F cos  dan Fy = F sin 
7
PENJUMLAHAN GAYA
• Bila tiga atau lebih gaya harus dijumlahkan,
tidak ada pemecahan trigonometris yang
diperoleh dari gaya poligon yang
merupakan resultan dari gaya-gaya
tersebut.
Rx  Px  Qx  S x
R y  Py  Q y  S y
• atau
Rx   Fx
R y   Fy
8
9
RESULTAN GAYA
10
<< CLOSING>>
• Setiap gaya yang bekerja pada suatu
komponen dapat diuraikan menjadi beberapa
gaya, yang memiliki pengaruh yang sama.
• Untuk menyelesaikan penguraian gaya,
harus digambarkan diagram benda bebas
(DBB) terlebih dahulu.
11