Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com Page 7

Displacement pada batang prismatis

Batang prismatis panjang L yang menerima gaya P akan mengalami displacement sebesar

Dimana

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com Page 10

TUGAS 1 NOMOR 2

a. Jika allowable stress bahan adalah 35000 psi,dan

tegangan 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 session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com Page 12

DISPLACEMENT PADA BATANG PRISMATIS YANG TAK SERAGAM

BAGAIMANA METHODANYA ?

∑

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com 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 session hadisaputra@live.com Page 14

DISPLACEMENT PADA BATANG PRISMATIS DENGAN LUAS PENAMPANG BERVARIASI

∫ ∫

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com Page 15

TUGAS 1 NOMOR 5

D = 25 mm

D = 15 mm

300 mm

60 KN

BATANG BAJA DITARIK SEPERTI GAMBAR DISAMPING MEMILIKI

PENAMPANG MELINTANG LINGKARAN YANG TAPERED DARI DIAMETER

25 mm HINGGA BERDIAMETER 15mm PADA UJUNG YANG LAINNYA,

PANJANG BATANG 300mm. HITUNGLAH PERPANJANGANNYA BILA BEBAN

60 KN BEKERJA SEPERTI GAMBAR?

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com Page 16

TEGANGAN PADA PENAMPANG MIRING

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com Page 17

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com Page 18

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com Page 19

Mekanika Kekuatan bahan 2nd session hadisaputra@live.com Page 20