Modul 10 - Gaya batang Dalam Kabel

GAYA PADA BATANG DAN KABEL
Gaya internal. Pada bab yang terdahulu, dua soal dasar melibatkan struktur telah
dibahas (1) penentuan gaya eksternal yang beraksi pada struktur dan (2) penentuan gaya
yang memegang bersama berbagai bagian yang membentuk satu struktur. Kita sekarang
membahas soal untuk menentukan gaya internal yang memegang bersama berbagai subbagian dari bagian yang telah diberikan.
Kita pertama kali akan perhatikan bagian dua gaya lurus AB. Dari pasal 3.16, kita
tahu bahwa gaya F dan F’ beraksi pada A dan B berturut-turut, harus diarahkan sepanjang
AB dalam arah berlawanan dan besarnya sama F.
Sekarang kita potong bagian pada C. Untuk menjaga kesetimbangan pada benda
bebas AC dan CB yang diperoleh demikian, kita harus menerapkan pada AC sebuah gaya F’
sama dan arahnya berlawanan dengan F, dan pada CB sebuah gaya F sama dan
berlawanan dengan F’. Gaya tersebut diarahkan sepanjang AB dengan arah berlawanan dan
mempunyai besar sama F. Bilamana kedua bagian AC dan CB dalam kesetimbangan
sebelum bagian itu dipotong, gaya internal yang setara dengan gaya ini haruslah berada
pada bagian itu sendiri.
Kita lihat pada dua kasus dua gaya lurus, gaya internal beraksi pada setiap subbagian dari bagian adalah setara dengan gaya poros. Besarnya F dari gaya ini tidak
tergantung pada lokasi dari bagian komponen C dan disebutkan sebagian gaya dalam
bagian AB.
Dalam kasus yang dibahas, bagian dalam keadaan tegang dan akan bertambah
panjang dengan beraksinya gaya internal. Dalam kasus diwakili oleh Gb. 7.2 bagian dalam
keadaan tekan dan akan bertambah pendek dengan beraksinya gaya internal.
Kemudian kita akan membahas bagian majemuk. Ambilah, misalnya bagian AD dari
Derek yang dianalisis dalam pasal 6.11. Derek ini diperlihatkan lagi dalam gambar 7.3a, dan
diagram benda bebas dari bagian AD digambarkan dalam Gb. 7.3b.
Sekarang kita potong bagian AD di J dan menggambarkan diagram benda bebas
untuk tiap sub-bagian JD dan AJ dari bagian itu. Dengan meninjau benda bebas JD kita
dapatkan bahwa kesetimbangannya akan tetap apabila kita terapkan pada J suatu gaya F
untuk menyetimbangkan komponen vertikal T. Gaya untuk menyetimbangkan komponen
horizontal T, dan kopel M untuk menyetimbangkan momen T terhadap J.
Kita simpulkan lagi bahwa gaya internal harus tetap berada pada J sebelum bagian
AD dipotong. Gaya internal yang beraksi pada sub-bagian JD dari bagian AD adalah
sepadan dengan sistem kopel gaya yang diperlihatkan dalam Gb.7.3c.
Menurut hukum ketiga Newton, gaya internal yang beraksi pada sub-bagian JD dari
bagian AD adalah sepadan dengan system-kopel-gaya yang diperlihatkan dalam Gb.7.3c.
http://www.mercubuana.ac.id
Perletakan JEPIT
Sifat-sifat Reaksi pada JEPIT :
3. Ada gaya Horisontal
4. Ada gaya Vertikal
5. Ada gaya Momen
Cara Menghitung REAKSI
Salah satu konstruksi yang lazim dibahas di dalam perhitungan perletakan biasanya
berupa balok sederhana yang dipikul oleh :
-
Sebelah kiri :
SENDI
-
Sebelah kanan : ROL
Pada umumnya konstruksi tersebut muatannya diketahui dan yang harus dihitung adalah
reaksi perletakannya.
Syarat Konstruksi Setimbang :
1. ∑X = 0, jumlah aljabar semua gaya sejajar sumbu X
2. ∑Y = 0, jumlah aljabar semua gaya sejajar sumbu Y.
3. ∑M = 0, jumlah aljabar semua gaya dikali dengan lengan masing-masing terhadap
titik yang ditinjau = 0.
P1 = 10 N
A
http://www.mercubuana.ac.id
P2 = 20 N
600
10 m
5m
5m
B
Apabila konstruksi dalam keadaan seimbang maka pada suatu titik X atau potongan X
sejauh X dari B akan timbul gaya dalam yang mengimbangi P. Gaya dalam tersebut akan
bekerja pada sumbu X yang mengimbangi gaya P yang disebut Gaya Normal (N).
Bila arah gaya atau aksi terbalik arahnya maka terbalik pula gaya normalnya, gaya dalam
searah dengan sumbu.
M`
P`
A
M1
X
B
P
Batang AB terjepit pada titik A, pada B bekerja gaya P arah ke kanan tegak lurus dengan
sumbu konstruksi.
Pada batang X sejauh X dari B, ditinjau gaya dalam yang timbul mengimbangi gaya aksi P.
Gaya P merambat sampai titik X sebesar P` dan M`.
Apabila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka tiap bagian dari konstruksi tersebut
harus juga dalam keadaan seimbang.
Gaya P’ dan M’ harus pula diimbangi dengan gaya dalam yang sama besar dan berlawanan
arah yaitu gaya dalam Lx dan Mx. Gaya tersebut merupakan sumbangan dari bagian X A
yang mengimbangi gaya M1 X P’.
Gaya dalam tegak lurus disebut gaya Lintang (Lx) dan momen yang menahan lentur dari
gaya ini disebut Momen Lentur (Mx).
A
B
l
http://www.mercubuana.ac.id
MB