I_1 Statika Gaya.ppsx

FAKULTAS TEKNIK – UNTAD JURUSAN TEKNIK SIPIL

Oleh: Nicodemus Rupang

FAKULTAS TEKNIK – UNTAD JURUSAN TEKNIK SIPIL

POKOK BAHASAN - I

PRINSIP MEKANIKA, GAYA & TITIK BERAT Oleh: Nicodemus Rupang

SUB BAHASAN I.1

-

PRINSIP MEKANIKA Pesawat terbang melayang di udara karena adanya gaya angkat dan gaya dorong dalam sistem pesawat.

-

Gaya Angkat

Resultan Gaya

Gaya Hambatan

.

Gaya Dorong

Gaya Berat by Nicodemus Rupang

STATIKA

I-3

Gerobak dapat meluncur di jalan karena adanya

-

-

gaya tarik atau gaya dorong

Gaya Hambatan

Gaya Dorong

.

Resultan Gaya

by Nicodemus Rupang

Gaya Berat

STATIKA

I-4

Benda jatuh karena mempunyai massa dan

-

pengaruh gaya grafitasi bumi.

-

Gaya Hambatan

.

Resultan Gaya

Gaya Berat by Nicodemus Rupang

STATIKA

I-5

-

Sebuah benda tergantung pada sebuah tali/kawat

P

-

Kawat tegang

G

(Gaya ke atas)

Kawat putus

G G (Gaya ke bawah

.

G a by Nicodemus Rupang

c

b

STATIKA

I-6

SUB BAHASAN I.2

-

G A Y A (FORCE)

P (Gaya ke atas)

-

A G (Gaya ke bawah

P = Gaya dalam kawat: besarnya adalah P, arahnya adalah vertikal ke atas & titik tangkapnya melalui titik A G = Gaya berat benda: besarnya adalah G, arahnya adalah vertikal ke bawah & titik tangkapnya melalui titik A Kesimpulan: Gaya selalu mempunyai BESARAN, ARAH & TITIK TANGKAP

.

Arah

c

Titik tangkap (garis kerja)

Besaran by Nicodemus Rupang

STATIKA

I-7

-

Besaran Gaya: Besaran gaya ditunjukkan dengan panjang anak panah. Makin panjang anak panah makin besar gayanya, misalnya besar suatu gaya G = 500 kg. Gaya digambarkan dengan menggunakan skala gaya, misalnya: 1 cm = 100 kg, berarti panjang gaya di atas adalah 5 cm.

-

Arah Gaya: Arah gaya ditunjukkan dengan arah mata panah, misalnya: vertikal ke atas atau ke bawah, horisontal ke kanan atau kekiri, atau miring membentuk sudut tertentu, misalnya suadut 300 terhadap horisontal.

.

Titik Tangkap/Garis Kerja: Titik tangkap adalah titik yang dilalui oleh gaya tersebut, dan ditunjukkan oleh suatu garis kerja gaya. Sebuah gaya dapat dipindahkan sepanjang garis kerjanya.

by Nicodemus Rupang

STATIKA

I-8

Susunan Gaya

-

 Gaya-gaya kolinier

(colinier force)

 Gaya-gaya koplanar

-

 Gaya-gaya ruang

(coplanar force)

(three dimensional system of force)

 Gaya-gaya konkuren

(concurrent force)

.

 Gaya-gaya non-konkuren (concurrent force)  Gaya-gaya sejajar

by Nicodemus Rupang

STATIKA

(parralel force)

I-9

Gaya-gaya kolinier (colinier force)

-

gaya-gaya yang garis kerjanya terletak pada satu garis lurus

P4 -

P3 P2 .

P1 by Nicodemus Rupang

STATIKA

I - 10

Gaya-gaya koplanar (coplanar force)

-

gaya-gaya yang garis kerjanya terletak pada satu garis bidang

-

P3 P2

P4

.

P1

by Nicodemus Rupang

STATIKA

I - 11

Gaya-gaya ruang (three dimensional system of force)

-

-

gaya-gaya yang berkerja di dalam ruang

P3

P1

P2 .

P4

by Nicodemus Rupang

STATIKA

I - 12

Gaya-gaya konkuren (concurrent force)

P2

P3 P4

-

-

gaya-gaya yang garis kerjanya melalui satu titik.

.

O

by Nicodemus Rupang

P1 STATIKA

I - 13

Gaya-gaya non-konkuren gaya-gaya yang garis kerjanya tidak melalui satu titik

P3

-

-

P2

.

P4

P1 by Nicodemus Rupang

STATIKA

I - 14

Gaya-gaya sejajar (parralel force)

-

gaya-gaya yang garis kerjanya sejajar satu sama lain dalam bidang atau dalam ruang

-

P3

P2 .

P1 P4 by Nicodemus Rupang

STATIKA

I - 15

-

Menggambar, Menjumlah & Mengurai Gaya

G

(SKALA),

G

-

Menggambar Menjumlah

A

A (RESULTAN)

Y .

Mengurai

by Nicodemus Rupang

A STATIKA

( KOMPONEN)

I - 16

Y A

MENGAMBAR GAYA

-

SKALA GAYA

-

GAYA (satuan berat: kg, ton, N, kN)  (satuan panjang: mm, cm, dll)

6 5 4

.

Contoh: Gambarkan Gaya P = 600 kg, dengan sudut arah a = 450 Jawab: Skala gaya 1 cm : 100 kg 

by Nicodemus Rupang

3 2 1

0

STATIKA

a = 450 I - 17

P = 600 kg

P

Py

R

P1

-

-

RESULTAN & KOMPONEN GAYA

a1

a

aR

.

Px Px dan Py adalah Komponen-komponen dari gaya P

by Nicodemus Rupang

STATIKA

P2 R adalah Resultan dari gaya P1 & P2 I - 18

Resultan Gaya -

CARA ANALITIS & GRAFIS Analitis

-

1. Komponen (salib sumbu xy) Gaya:

2. Komponen Gaya:

Grafis

3. Poligon Gaya:

Grafis

Grafis & Analitis

.

4. Titik Kutub Gaya:

BEBERAPA KASUS by Nicodemus Rupang

STATIKA

I - 19

1. Komponen (salib sumbu xy) Gaya:

(Cara Analitis)

Contoh:

-

Gaya-gaya: P1 = 50 kN, P2 = 40 kN & P3 = 45 kN memotong titik (0, 0) dgn sudut arah: q1 = 300, q2 = 1350 & q3 = 3000

Penyelesaian: P2

-

P2y a2

Hitung sudut a (sudut terdekat dgn sb. x), gambar gaya-gaya P kemudian urai gaya-gaya P thdp sb. x, y.

Px = P1x + P2x + P3x Py = P1y + P2y + P3y

P1

P1y P1x

a1 a3 P 3x

Resultan, X

P3y by Nicodemus Rupang

R =

Px 2  Py 2

 Py  Sudut Arah, a = a tan   P   x

.

P2x

Y

P3

STATIKA

Posisi: Kwad, I - 20

I, II, III, IV ?

2. Komponen Gaya:

(Cara Grafis)

Contoh: Gaya P1 = 50 kN, P2 = 40 kN & P3 = 45 kN, seperti tergambar.

Penyelesaian:

-

Y

R12

Skala gaya 1 cm = 10 kN P2

Dari hasil penggambaran akan diperoleh nilai:

-

P1 450

300 a 600

R123 = R X

Resultan, R =

kN

.

Sudut Arah, a = P3

by Nicodemus Rupang

STATIKA

Posisi: Kwadran,

I - 21

0

3. Poligon Gaya:

(Cara Grafis)

Contoh: Gaya P1 = 50 kN, P2 = 40 kN & P3 = 45 kN, seperti tergambar. -

Y

Penyelesaian: Skala gaya 1 cm = 10 kN

-

P2 P3

P2

P1

P1 450

300 600

a

R

Dari hasil penggambaran akan diperoleh nilai: X

Resultan, R =

kN

.

Sudut Arah, a = P3 by Nicodemus Rupang

STATIKA

Posisi: I - 22

0

Penyelesaian:

4. Titik Kutub Gaya: (Cara Grafis)

Skala jarak 1 cm : 1 m Skala gaya 1 cm : 1 ton

Contoh: Gaya –gaya sejajar, seperti tergambar. 3.5 m

4.5 m

P1

5.0 m

a

-

0

b

-

P1 = 2,5 ton P3 = 3,5 ton

P2 = 4,5 ton

a

b

P4 = 3,0 ton

P2

e

e P3

R

.

x

by Nicodemus Rupang

STATIKA

c d

d c

O

R

P4

I - 23

Hasil: Resultan, R = 13,50 m Sudut Arah, a = 90o Posisi: x = 6,1 m

Cara Analitis 4.50 m

3.50 m

P1 = 2,5 ton P2 = 4,5 ton

5.00 m

P3 = 3,5 ton

P4 = 3,0 ton

-

-

0

X Resultan:

.

R

 Px X = P

by Nicodemus Rupang

R = P1 + P2 + P3 + P4

Jarak gaya: x ; x1 ; x2 ; x3 ; x4

P1 x1  P2 x2  P3 x3  P4 x4 = P1  P2  P3  P4

STATIKA

I - 24

= 6,12 m

-

-

SOAL LATIHAN

.

1. GAYA & TITIK BERAT

by Nicodemus Rupang

STATIKA

I - 25