Methodelogi Penelitian

 Apakah mekanika itu

  Mekanika teknik dapat didefinisikan sebagai ilmu yang menggambarkan dan meramalkan kondisi benda yangr diam atau bergerak karena pengaruh gaya yang bereaksi pada benda, serta ilmu khusus yang mempelajari fungsi  dan pelaksanaan mesin, alat atau benda yang seperti mesin. Mekanika merupakan bagian yang sangat penting dalam ilmu fisika terutama untuk ahli sains dan ahli teknik. mekanika dibagi menjadi tiga bagian: mekanika benda tegar, mekanika benda berubah bentuk, dan mekanika fluida. 

http://ebekunt.wordpress.com/materi-pemb/metodologi-penelitian/

Mekanika benda tegar dibagi menjadi : 

·         Statika dan,

·         Dinamika

Statika

Statika adalah ilmu kesetimbangan yangmenyelidiki syarat-syarat gaya yang bekerja pada sebuah benda/titik materi agar benda/titik materi tersebut setimbang.

PUSAT MASSA DAN TITIK BERAT

Pusat massa dan titik berat suatu benda memiliki pengertian yang sama, yaitu suatu titik tempat berpusatnya massa/berat dari benda tersebut. Perbedaannya adalah letak pusat massa suatu benda tidak dipengaruhi oleh medan gravitasi, sehingga letaknya tidak selalu berhimpit dengan letak titik beratnya.
 

1. PUSAT MASSA

Koordinat pusat massa dari benda-benda diskrit, dengan massa masing-masing M1, M2,....... , Mi ;

yang terletak pada koordinat (x1,y1), (x2,y2),........, (xi,yi) adalah:

                                                                                                                      

2. TITIK BERAT (X,Y)

Koordinat titik berat suatu sistem benda dengan berat masing-masing W1, W2, ........., Wi ; yang terletak pada koordinat (x1,y1), (x2,y2), ............, (xi,yi) adalah:

LETAK/POSISI TITIK BERAT

1. Terletak pada perpotongan diagonal ruang untuk benda homogen berbentuk teratur.

2. Terletak pada perpotongan kedua garis vertikal untuk benda sembarang.

3. Bisa terletak di dalam atau diluar bendanya tergantung pada homogenitas dan bentuknya.

Contoh soal: 

Dalam menyelesaikan persoalan titik berat benda, terlebih dahulu bendanya dibagi-bagi sesuai dengan bentuk benda khusus yang sudah diketahui letak titik beratnya, kemudian baru diselesaikan dengan rumusan yang ada.

Dua silinder homogen disusun seporos dengan panjang dan massanya masing-masing: l1 = 5 cm ; m1 = 6 kg ; l2 = 10 cm ; m2 = 4 kg.

Tentukan letak titik berat sistem silinder tersebut !

Jawab:

Kita ambil ujung kiri sebagai acuan, maka:

x1 = 0.5 . l1 = 2.5 cm

x2 = l2 + 0.5 . l1 = 5 + 5 = 10 cm

X = (mi . xi)/(mi)

X = (m1.x1) + (m1.x1)/(m1 + m2)

X = (6 . 2.5 + 4 . 10)/(6 + 4)

X = (15 + 40)/(10) = 5.5 cm

Jadi titik beratnya terletak 5.5 cm di kanan ujung m1

Rotasi Benda Tegar

Dalam penyelesaian seal rotasi benda tegar perlu diperhatikan dua hal yaitu:

1. GAYA sebagai penyebab dari perubahan gerak translasi (F = m.a)

2. MOMEN GAYA atau MOMEN KOPEL sebagai penyebab dari perubahan gerak rotasi (= I.)

MOMEN GAYA ( ) adalah gaya kali jarak/lengan. Arah gaya dan arah jarak harus tegak lurus.

Untuk benda panjang: = F . l

Untuk benda berjari jari: = F . R = I . 

F = gaya penyebab benda berotasi

R = jari-jari

I = lengan gaya terhadap sumbu

I = m . R2 = momen inersia bendaa = percepatan sudut / angular           

A = Fy . l = F . sin . L

Momen inersia beberapa benda:

Batang silinder, poros melalui pusat, I = M.l2/12

Pelat segi empat tipis, poros sepanjang tepi, I = M.a/3

Silinder berongga, I = M (R12 + R22)/2

" HUBUNGAN GERAK TRANSLASI DENGAN GERAK ROTASI "

Gerakan Rotasi, Gerak Rotasi dan Hubungannya: 

Pergeseran Linier S, Pergeseran Sudut, S = . R

Kecepatan Linier, v = ds/dt, Kecepatan Sudut, w = d/dt, v = w . R

Percepatan Linier, a = dv/dt, Percepatan Sudut, = dw/dt, a = . R

Gaya,F = m.a,Momen Gaya, (Torsi) = I = F . R

Energi Kinetik, Ek = ½ m v2, Energi Kinetik, Ek = ½ I w2 -

Daya, P = F.v, Daya, P = w -

Momentum Linier, P = m.v, Momentum Sudut, L = P R L = P R,

Usaha, W = F.s, Usaha, W = -

Kesetimbangan

Benda dikatakan mencapai kesetimbangan jika benda tersebut dalam keadaan diam/statis atau dalam keadaan bergerak beraturan/dinamis. Ditinjau dari keadaannya, kesetimbangan terbagi dua, yaitu:

1. Kesetimbangan Translasi (a = 0)

v = 0 (statis)

v = konstan (dinamis

F = 0

Fx = 0 ; Fy = 0

2. Kesetimbangan Rotasi (alpha = 0)

w = 0 (statis)

w = konstan (dinamis)

= 0 pilih pada suatu titik dimana gaya-gaya yang bekerja terbanyak

Macam Kesetimbangan Statis :

1. Kesetimbangan Stabil : setelah gangguan, benda berada pada posisi semula

2. Kesetimbangan Labil : setelah gangguan, benda tidak kembali ke posisi semula

3. Kesetimbangan Indiferen

(netral): setelah gangguan, titik berat tetap benda tetap pada satu garis

lurus seperti semula

Dinamika

Cabang dari ilmu mekanika yang meninjau gerak partikel dengan meninjau penyebab geraknya dikenal sebagai dinamika.Dalam bagian ini kita akan membahas konsep-konsep yang menghubungkan kondisi gerak benda dengan keadaan-keadaan luar yang menyebabkan perubahan keadaan gerak benda

Inersia 

   Bila sebuah benda berada dalam keadaan diam, untuk menggerakannya dibutuhkan pengaruh luar. Misalnya untuk menggerakan sebuah balok yang diam diatas lantai,kita dapat mendorongnya.dorongan kita ini adalah pengaruh luar terhadap balok tadi yang menyebabkan benda tersebut bergerak.

Sumber : Metodologi _ Smtr III