kesetimbangan sistem gaya non-konkuren

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK
JURUSAN TEKNIK, PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MEKANIKA BAHAN
Hamdani, S.T, S.Pdi, M.Eng
Gaya (Force) didefinisikan sebagai tarikan
atau dorongan yang bekerja pada sebuah
benda yang dapat mengakibatkan perubahan
gerak.
Akibat dari adanya gaya ,terjadi perubahan
dari benda yang diam menjadi bergerak atau
perubahan gerak jika telah bergerak dan juga
mengakibatkan deformasi.
Karakteristik gaya mengacu pada beberapa faktor yaitu:
1. Besar (magnitude), mengacu pada ukuran atau Besar
gaya. Misal P : 1000 N
2. Arah (direction), mengacu pada garis lintasan
sepanjang garis yang beraksi, disebut garis aksi (line of
action). Gaya dapat vertikal, horisontal atau
membentuk sudut terhadap vertikal atau horisontal.
3. Titik aplikasi (point of application), mengacu pada
titik objek di mana gaya bekerja.
Gaya secara umum dapat dibedakan menjadi dua yaitu
(1) gaya kontak maupun permukaan, misal tarikan
atau dorongan, dan (2) gaya tidak kontak atau body
force, misal tarikan grafitasi bumi pada semua benda.
Jika lebih dari tiga gaya bekerja pada benda berada
dalam kesetimbangan jika gaya tersebut melalui satu
titik berada dalam bidang yang sama (coplanar
concurrent force system) dan jika besar dan arah gaya
dinyatakan dalam garis, maka garis tersebut harus
membentuk segitiga gaya. Jika ada empat gaya dalam
kondisi coplanar dan concurrent maka akan
membentuk poligon gaya.
Kesetimbangan sistem gaya sejajar dalam satu bidang
sejumlah gaya gaya yang bekerja pada sistem dan
momen gaya terhadap suatu titik pada bidang harus
sama dengan nol. Persyaratan ini dinyatakan dengan:
∑ F = 0 dan ∑ M = 0
Jenis
umum
dari
problem
yang
berhubungan dengan sistem gaya sejajar
adalah menentukan dua reaksi tumpuan
yang tidak diketahui.
Jika sistem gaya koplanar, tidak konkuren dan tidak sejajar
berada dalam kesetimbangan maka jumlah komponen gaya
vertikal dan horisontal harus sama dengan nol. Jumlah
momen gaya terhadap suatu titik bidang juga harus sama
dengan nol.
∑ Fv = 0, ∑ Fh = 0 dan ∑ M = 0
Kesetimbangan dari sistem ini tidak dapat diverifikasi
hanya dengan penjumlahan persamaan gaya, paling
tidak menggunakan satu persamaan momen.
Struktur yang umum adalah stuss dan frame. Truss
adalah kerangka struktural yang terdiri dari batang
lurus, semua terletak pada bidang yang sama dan
saling dihubungkan membentuk segitiga atau
rangkaian segitiga.
Frame adalah kerangka struktural yang disusun oleh
batang yang bekerja tidak sejajar dengan sumbu
batang sehingga bekerja bending.
Untuk menyederhanakan analisis truss, dibuat asumsi
sebagai berikut:
1. Semua elemen struktur truss terlatak pada bidang yang
sama.
2. Semua beban luar dan reaksi yang berkeja langsung
pada titik sambungan elemen truss.
3. Elemen truss dihubungkan oleh sejumlah pin tanpa
gesekan.
4. Garis aksi internal terhadap elemen truss adalah aksial.
5. Perubahan panjang elemen truss akibat tarikan atau
tekanan besarnya tidaklah cukup untuk
mengakibatkan perubahan geometri keseluruhan truss.
6. Berat masing masing elemen (batang) truss dianggap
sangat kecil dibanding beban yang ditumpunya
(diabaikan).