Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 1
SISTEM SATUAN
Dalam aplikasi mechanics kita memiliki 3 sistem dimensi dasar, yaitu
1. English Engineering (FMLT) system
Force (F), Mass (M), Length (L), time (t) merupakan dimensi utama. Dengan satuan dasarnya, sebagai berikut:
Force (F) : pound force (lb)
Mass (M) : pound mass (lbm)
Length (L) : foot (ft)
Time (t) : second (s)
Contoh :
Hukum II Newton dapat ditulis :
F = ma/gc dimana 1 lb = 32.2 ft lbm/lb s2
gc = kotanta proporsionalitas
2. British gravitational (FLT) system
Force (F), Length (L), time (t) merupakan dimensi utama. Dengan satuan dasarnya, sebagai berikut:
Force (F) : slug (slug)
Length (L) : foot (ft)
Time(T) : second (s)
Contoh :
Hukum II Newton dapat ditulis :
F = ma
3. System International (MLT) system
Mass (M), Length (L), time (t) merupakan dimensi utama. Dengan satuan dasarnya, sebagai berikut:
Mass (M) : kilo gram (kg)
Length (L) : meter (m)
Time (t) : second (s)
Contoh :
Hukum II Newton dapat ditulis :
F = ma
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 2
Multiplication factor prefix Symbol
1 000 000 000 000=1012 Tera T
1 000 000 000=1009 giga G
1 000 000=1006 mega M
1 000=1003 kilo K
100=1002 hecto h
10=1001 deka da
0.1=10-01 deci d
0.01=10-02 centi c
0.001=10-03 milli m
0.000 001=10-06 micro μ
0.000 000 001=10-09 nano n
0.000 000 000 001=10-12 pico p
0.000 000 000 000 001=10-15 femto f
0.000 000 000 000 000 001=10-18 atto a
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 3
Quantity Unit Symbol Formula
Acceleration Meter per second square m/s2
Angle Radian rad
Angular acceleration Radian per second Rad/s2
Angular velocity Radian per second Rad/s
Area Square meter m2
Density Kilogram per meterkubic Kg/m3
Energy Joule J N.m
Force Newton N Kg.m/s
frequency Hertz Hz 1/s
Impulse Newton Second Kg.m/s
Length Meter m
Mass Kilogram kg
Moment of a force Newton meter N.m
Power Watt W J/s
Pressure Pascal Pa N/m2
Stress Pascal Pa N/m2
Time Second s
Velocity Second m/s
Volume, solids Cubic meter m3
Volume, liquids Liter L 10-3 m3
Work Joule J N.m
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 4
Quantity US Costomary Unit SI Equivalent
Acceleration ft/s2 0.3048m/s2
in./s2 0.0254m/s2
Area ft2 0.0929m2
in2 645.2 mm2
Energy ft.lb 1.356 J
Force Kip 4.448KN
Lb 4.448N
Oz 0.2780N
Impulse lb.s 4.448N.s
Length Ft 0.3048m
In 25.40mm
Mi 1.609km
Mass oz mass 28.35 g
lb mass 0.4536 kg
Slug 14.59kg
Ton 907.2kg
Moment of a force lb.ft 1.356N.m
lb.in 0.1130N.m
Moment of inertia
Of an area in4 0.4162x106mm4
Of a mass lb.ft.s2 1.356 kg.m2
Momentum lb.s 4.448kg.m/s
Power ft.lb/s 1.356W
Hp 745.7W
Pressure or stress lb/ft2 47.88Pa
Psi 6.895kPa
Velocity ft/s 0.3048m/s
in/s 0.0254m/s
Volume, solids ft3 0.02832m3
Volume, liquids Gal 3.785 liter
Work ft.lb 1.356 J
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 5
Tugas 1 nomor 1
Konversikan dalam satuan SI atau USCS
a. 500 N
b. 10 lbm
c. 50 Pa
d. 100N x 20 MN
e. (50mN)(6GN)
f. (400mm)(0.6MN)2
g. 45 MN3/900Gg
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 6
Beban Axial
Batang prismatic
Definisi batang prismatic
Elmen struktur yang memiliki sumbu longitudinal lurus dan penampang konstan di seluruh panjangnya.
Contoh batang prismatic
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 7
Displacement pada batang prismatis
Batang prismatis panjang L yang menerima gaya P akan mengalami displacement sebesar
Dimana
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 8
Contoh :
1. Batang bar baja memiliki panjang L = 2.0 m. Ketika dibebani dalam tension, bar akan memanjang
sebesar δ = 1.4 mm. Berapakah regangan yang terjadi pada batang bar tersebut ?
Solusi :
2. Prismatic bar dengan penampang lingkaran menerima gaya tarik axial.(seperti gambar dibawah)
Perpanjangan yang terjadi adalah δ = 1.5 mm. Hitunglah tegangan tarik dan regangan yang terjadi
pada bar tersebut?
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 9
Solusi :
Tegangan yang terjadi merupakan tegangan uniaxial dan regangannnya dinamakan regangan uniaxial
Assumsi :
- Gaya bekerja pada sumbu batang
- Batang merupakan batang prismatis yang homogen
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 10
TUGAS 1 NOMOR 2
a. Jika allowable stress bahan adalah 35000 psi,dan
beban yang bekerja padanya adalah 20000 lb.
Berapakah luas penampang minimum batang agar
tidak patah?
b. Jika bar patah pada regangan lebih besar daripada
0.15 dan panjang bar adalah L= 10 ft , berapakah
maximum alloable deformation sebelum patah?
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 11
DISPLACEMENT PADA BATANG PRISMATIS YANG DIBEBANI OLEH LEBIH DARI SATU GAYA
N1 = -P1 + PC + pD
N2 = PC + PD
N3 = PD
Maka displacement batang, adalah
∑
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 12
DISPLACEMENT PADA BATANG PRISMATIS YANG TAK SERAGAM
BAGAIMANA METHODANYA ?
∑
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 13
TUGAS 1 NOMOR 4
Tentukan deformasi dari rod baja seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini, bila E =
200GPa.
300mm 300mm 400mm
500 KN 300 KN
200 KN
A = 600 mm2 A = 200mm2
A
B
C D
Mekanika Kekuatan bahan 2nd and 3rd session [email protected] Page 14