Dasar – Dasar Perancangan Mesin

Dasar-Dasar Perancangan Mesin
Pertemuan ke-4
Dhimas Satria
Email : [email protected]
Website : www.mesin.untirta.ac.id/dhimas
No HP : 081327744433
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Mekanika, Sistem Satuan, Konsep &
Prinsip Dasar, Vektor, Gaya
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa
akan mampu :
menjelaskan dan mengaplikasikan konsep dan
prinsip dasar mekanika dalam merancang
sebuah elemen mesin
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Mekanika
Apa itu Mekanika?
Cabang ilmu fisika yang berbicara
tentang keadaan diam atau
geraknya benda-benda yang
mengalami kerja atau aksi gaya
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Mekanika
Engineering Mechanics
Rigid Body
Mechanics
Deformable Body
Mechanics
Statika
Struktur
Kinematika
Dinamika
Fluid
Mechanics
Mekanika
Kekuatan Material
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Mekanika
Pembagian:
1. Mekanika benda tegar;
• Statik
• Dinamik
2. Mekanika benda berdeformasi; Mekanika Kekuatan Material
3. Mekanika Fluida;
• Kompresibel
• Inkompresibel
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Sistem Satuan
 British Unit;
Britain
America
 International Unit
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Konsep & Prinsip Dasar
Konsep :
Ruang, Waktu, Massa dan Gaya
Prinsip :
Enam Prinsip Dasar Mekanika:
Hk. Jajaran Genjang untuk Penjumlahan Gaya. Hukum ini menyatakan
bahwa dua buah gaya yang beraksi pada suatu partikel dapat diganti
dengan sebuah gaya, disebut gaya resultan, yang diperoleh dengan
menggambarkan diagonal jajaran genjang dengan sisi kedua gaya
tersebut.
Prinsip Transmisibilitas.
Prinsip ini menyatakan bahwa kondisi
keseimbangan atau gerak suatu benda tegar tidak akan berubah apabila
gaya yang beraksi pada suatu titik diganti dengan gaya yang sama besar
dan arahnya, tetapi beraksi pada suatu titik yang berbeda, asalkan kedua
gaya tersebut terletak pada suatu garis aksi yang sama
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Konsep & Prinsip Dasar
Hk. Pertama Newton. Bila gaya resultan yang beraksi pada suatu
partikel sama dengan nol, partikel tersebut akan tetap diam (apabila
mula-mula diam) atau akan bergerak dengan kecepatan sama pada
suatu garis lurus (apabila mula-mula bergerak).
Hk. Kedua Newton. Bila gaya resultan yang beraksi pada suatu partikel
tidak sama dengan nol, partikel tersebut akan memperoleh kecepatan
sebanding dengan besarnya gaya resultan dan dalam arah yang sama
dengan arah gaya resultan tersebut. Hukum ini dinyatakan dengan,
• F = m.a, dimana F, m dan a berturut-turut adalah gaya resultan
yang beraksi pada partikel, massa partikel dan percepatan;
masing-masing dinyatakan dalam satuan yang konsisten.
Hk. Ketiga Newton. Gaya aksi dan reaksi antara benda yang
berhubungan mempunyai besar dan garis aksi yang sama dan
berlawanan arah, dinyatakan dengan, Faksi = - Freaksi
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Konsep & Prinsip Dasar
Hk. Gravitasi Newton. Hukum ini menyatakan bahwa dua partikel dengan
masa M dan m akan saling tarik menarik yang sama dan berlawanan dengan
gaya F dan F’. Besar F dinyatakan dengan rumus :
GM
g 2
R
dengan r = jarak antara dua pertikel
G = konstanta universal yang disebut dengan konstanta
gravitasi.
maka besarnya W yang merupakan berat partikel dengan massa
m dapat dinyatakan dengan,
W = m.g.
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Metoda Solusi Soal
Pernyataan soal harus jelas dan tepat:
Semua data yg diketahui
Informasi yg diminta/diperlukan
Free-body diagram
Solusi didasaran pada:
Enam prinsip dasar mekanika
Teorema yg berasal dari keenem prinsip dasar tsb.
Hasil yang diperoleh diperiksa kembali
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Vektor
SKALAR DAN VEKTOR
Vektor didefinisikan sebagai pernyataan matematis yang mempunyai
besar dan arah, yang penjumlahannya mengikuti hukum jajaran genjang.
Sedangkan besaran yang tidak mempunyai arah, dinyatakan dengan
angka biasa disebut skalar.
Dua buah vektor yang mempunyai besar dan arah yang sama disebut
kedua vektor itu sama. Sedangkan dua vektor yang besarnya sama, garis
aksi sejajar dan berlawanan arah disebut sama dan berlawabnan arah.
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Vektor
Penjumlahan Vektor
1.
2.
3.
4.
komutatif.
Asosiatif
metoda segitiga.
Aturan Polygon.
Gaya  Vektor, dicirikan oleh:
Titik aplikasi
Besar
Arah
Penjumlahan
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Vektor
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Vektor
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Gaya
VEKTOR = GAYA
• Gaya dapat didefinisikan sebagai dorongan atau tarikan
terhadap sebuah benda, atau aksi sebuah benda terhadap
benda lain.
• Dalam hal ini, gaya yang akan dibahas ialah gaya yang
berhubungan dengan gerak benda sehingga definisi gaya
menjadi dorongan atau tarikan yang akan mempercepat atau
memperlambat gerak suatu benda.
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Gaya
HUKUM TENTANG GAYA DAN GERAK
Aristotle (384-322 SM):
keadaan alami sebuah benda adalah diam, dan dianggap perlu
adanya gaya untuk menjaga agar benda tetap bergerak. Dan
ia berkesimpulan : makin besar gaya pada benda,makin besar
pula lajunya.
Galileo Galilei
Galileo menyimpulkan bahwa jika tidak ada gaya yang
diberikan kepada benda yang bergerak, benda itu akan terus
bergerak dengan laju konstan dengan lintasan yang lurus.
Isac Newton
HK Newton I, II, III dan Gravitasi.
KONSEP & PRINSIP DASAR MEKANIKA
Gaya
 Macam-macam Gaya:
•
•
•
•
•
•
•
Massa dan Berat
Gaya Normal
Gaya Gravitasi
Gaya Elektromagnetis
Gaya Sentripetal
Gaya Sentrifugal
Gaya Tegang
 Gaya adalah Vektor, sehingga semua hukum penjumlahan
gaya mengikuti hukum penjumlahan vektor.
 Penyelesian penjumlahan gaya, secara grafis dan
trigonometris.