Apa itu madat teknik sipil

Description:

Transcript:

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA BENDA PADAT MODUL A KESEIMBANGAN GAYA

KELOMPOK 24 Annisa Pramesti Putri Aulia Qisthi Elzavira Felaza Fitrin Gabriela J Indah Alfira Chairunnisa Nesti Gayatri 1106054624 1106023013 1106054611 1106068794 1106000911 1106004954

Tanggal Praktikum Asisten Praktikum Tanggal disetujui Nilai Paraf Asisten

: : : : :

3 April 2013 Rama Margareta

LABORATORIUM STRUKTUR DAN MATERIAL DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2013

A. POLIGON GAYA

TUJUAN Untuk menguji bahwa beberapa gaya yang berada dalam kondisi seimbang memenuhi persamaan: Px = Py = M Dan gaya- gaya tersebut dapat digambarkan dalam poligon gaya tertutup dimana sisi-sisi poligon tersebut mewakili gaya-gaya, termasuk besar dan arahnya.

II.

TEORI Desain suatu struktur benda didasarkan atas berat dari struktur itu sendiri dan gaya-gaya yang bekerja pada struktur serta gerakan yang memengaruhi struktur tersebut. Umumnya pada desain struktur tidak terdapat gerakan dan struktur berada dalam keseimbangan statik. Maka, gaya-gaya dalam keseimbangan harus memenuhi dua persamaan, yaitu resultan dari semua gaya harus nol (0) dan momen di semua titik harus (0). Dalam persamaan matematis kondisi ini dapat digambarkan sebagai: Px = 0 Mx = 0 Px = 0 Py = 0 My = 0 Py = 0 Pz= 0 Mz = 0 Mz = 0

Jika gaya-gaya berlaku pada satu bidang, maka:

Serangkaian percobaan yang dilakukan UI memberikan pengertian yang jelas tentang semua aspek dari keseimbangan dan aplikasinya pada gaya-gaya dalam ruang dan diagram gaya bebas.

III. PERALATAN 1. Papan gaya 2. Katrol tunggal 3. Katrol ganda 4. Tali 5. Penggantung beban 6. Selotip/isolasi

7. Cincin tunggal 8. 2 (dua) cincin yang dihubungkan dengan tali

IV. CARA KERJA a. Gaya Konkuren 1. Melubangi pusat kertas A1 (perpotongan diagonal) dengan diameter lubang 6 mm. 2. Melepas centre peg (pasak) dan pasang kertas pada papan bidang gaya dan pasang kembali centre peg (pasak) melalui lubang yang tersedia 3. Menggunakan cincin tunggal dan 6 tali beban kemudian memasang masing-masing tali pada katrol-katrol 3 (tali) pada katrol sebelah kiri dan lainnya pada katrol sebelah kanan. 4. Menggantungkan penggantung beban pada tali 5. Menambahkan beban pada penggantung dan memperhatikan bagaimana tali-tali tersebut bergerak membentuk keseimbangan baru setiap beban ditambah 6. Setelah mendapat kesetimbangan, maka menggambar posisi gaya-gaya tersebut pada kertas gambar dan tulis besar bebannya (termasuk berat penggantung)

b. Gaya Non Konkuren 1. Menggunakan sepasang cincin yang menghubungkan dengan tali dan ikat 6 (enam) tali sehingga 3 (tiga) tali terikat pada masing-masing cincin 2. Menggantung beban ada tiap tali, setelah itu menggambar tali-tali tersebut pada kertas gambar dan mencatat beban yang digantung pada setiap tali

V. PENGOLAHAN DATA a. Gaya Konkuren Dari percobaan yang dilakukan, dapat digambarkan diagram keseimbangan titik sebagai berikut:

YP2 P1

P360 50 23

X25 42 12.5

P6 P4 P5

Untuk mendapatkan total gaya yang berkerja searah sumbu x dan sumbu y, digunakan rumus:

Perhitungan dilakukan sebagai berikut:

perhitungan yang sama digunakan untuk P2, P3, P4, P5, dan P6

Gaya P1 P2 P3 P4 P5 P6

Besar Gaya (N) 2,6 N 0,5 N 0,5 N 0,5 N 1N 1,9 N P

Sudut () 25 45 61 70 27.5 27

Kuadran III II II I I IV

Px (N) -2,3564 -0,3535 -0,2424 0,171 0,887 1,6929 -0,2014|

Py (N) -1,0988 0,35355 0,4373 0,46985 0,47175 -0,86258 -0,22893

Kesalahan relatif Px= | = || Kesalahan relatif Py= | =| | )|

b. Gaya Non Konkuren Pada percobaan dengan dua cincin, diperoleh diagram kesetimbangan sebagai berikut:

Y2P5

P1 P672 20 56

A38

B12 41

Pengolahan data dilakukan dengan rumus:

Perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Perhitungan yang sama dilakukan juga pada P2, P3, P4, P5, dan P6. Dengan memperhitungkan posisi titik gaya berkumpul, maka pada P4, P5, dan P6 akan menimbulkan momen di titik B. Gaya P1 P2 P3 P4 P5 P6 Besar Gaya (N) 2,1 N 0,5 N 0,5 N 0,8 N 0,5 N 2N Sudut () -28 56 75 77 28 -27 M Py (N) -0,9859 0,4145 0,4829 0,7794 0,2347 -0,908 L 0,133 0,133 0,133 0,133 0,133 0,133 MA (Nm) -0,131 0,0551 0,0642 MB (Nm)

-0,0117 | | | |

0,1013 0,0312 -0,1207 0,011736

Kesalahan Relatif MA= | =| Kesalahan Relatif MB= | =|

VI. ANALISIS i. Analisis Percobaan i.1. Gaya Konkuren Pada percobaan keseimbangan gaya konkuren percobaan yang dilakukan pertama kali adalah meletakkan kertas A1 pada papan tulis yang direkatkan dengan selotip, lalu praktikan pun menggantung 6 tali pada 6 katrol yang terletak pada bagian pinggir kertas lalu menghubungkannya pada satu cincin yang terletak tepat di tengah kertas A1. Pada ujung-ujung tali tersebut digantung beban yang bervariasi hingga cincin di tengah papan pun memiliki gaya setimbang. Setelah tali yang dibebani stabil dan berada pada posisi di sekitar tengah-tengah papan gaya, titik pusat pada cincin dan arah gaya pada tali di tandai pada kertas A1. Lalu gaya-gaya pada tali pun dicatat, tetapi yang harus diingat bahwa gaya-gaya tersebut harus ditambah dengan 0.5 N karena ada pula pengaruh berat dari penggantung beban yang terbuat dari besi. Setelah itu semua tali, beban, dan kertas A1 dilepas. Pada kertas A1 yang sudah ditandai, ditarik garis dari titik-titik pada tali beban ke titik pusat pada cincin. Lalu digambar juga bidang cartesius yang melewati titik pusat pada cincin. i.2. Gaya Non Konkuren Untuk percobaan kesetimbangan gaya nonkonkuren, seperti sebelumnya kertas A1 dipasang pada papan gaya lalu direkatkan dengan selotip, tetapi pada percobaan kali ini praktikan menggunakan dua cincin yang harus dihubungkan dengan tali sebagai pengganti cincin yang akan digunakan pada percobaan kesetimbangan gaya nonkonkuren. Kemudian masing-masing cincin

dihubungkan pada beban dengan menggunakan tali yang terhubung dengan 6 katrol pada pinggir kertas. Cincin pada masing-masing sisi dilewatkan pada katrol yang bersesuaian dengan sisi-sisinya. Kemudian digantung beban yang bervariasi pada masing-masing tali, beban yang digunakan diperkirakan sehingga tali penghubung dua cincin merentang lurus dengan sudut 180. Setelah kedua cincin dan tali penghubungnya stabil, titik pusat pada kedua cincin ditandai, begitu juga dengan arah gaya pada tali-tali beban. Beban pada tiap tali dicatat dengan menambahkan 0.5 N sebagai berat pengait beban. Kemudian semua cincin, kertas A1, tali dan beban dilepas. Pada kertas A1 ditarik garis

penghubung antara kedua titik pusat cincin yang sudah ditandai, lalu bebanbeban yang bersesuaian dihubungkan dengan titik pada cincin. Bidang cartesius digambar dengan menggunakan garis penghubung titik pusat dua cincin sebagai axis, dan terdapat dua ordinat yang tegak lurus axis pada kedua titik pusat cincin. ii. Analisis Hasil ii.1. Gaya Konkuren Dari data yang telah dikumpulkan maka akan dapat digambarkan poligan kesetimbangan titik sebagai berikut:P4 P3

P5 P1

Seharusnya poligon ini menutup, dan P6 ujungnya kembali ke titik awal, akan tetap P6 sedikit melewati titik yang seharusnya. Ini menunjukan terdapat perbedaan antara hasil analitis yang seharusnya dengan hasil percobaan. Pada kesetimbangan titik, semua gaya-gaya yang terjadi pada sebuah titik jika dijumlahkan menurut besar dan arahnya, gayanya akan menghasilkan 0. Tetapi dari pengolahan data yang dilakukan, jumlah gaya yang berkerja pada sumbu-x adalah sebesar -0,2014 dan pada sumbu-y -0,2289, maka Ini menunjukan adanya kesalahan relatif dan dari hasil pengolahan data kesalahan yang didapat dari sumbu x adalah ii.2. Gaya Non Konkuren Pada percobaan gaya non konkuren,, karena terdapat dua titik yang berkerja pada satu sistem, maka yang digunakan untuk mengecek kesetimbangan adalah momen di kedua titik dan sebagai hasil analitis untuk diperbandingkan dengan percobaan digunakan . Karena kedua titik sejajar, maka yang dan sumbu y adalah .

menghasilkan momen hanyalah gaya dalam arah sumbu-y pada gaya.

Setelah diolah, didapatkan

di kedua titik, yaitu pada titik A sebesar -

0,0117Nm dan pada titik B 0,011736 Nm yang menunjukkan adanya kesalahan relatif yang baik pada titik A maupun titik B sebesar 1,17%. iii.3. Analisis Kesalahan Kesalahan relatif yang didapatkan setelah hasil pengolahan data dibandingkan dengan hasil analitis adalah: Gaya konkuren: . Gaya non konkuren:

Kesalahan yang mungkin terjadi saat praktikum dan mempengaruhi keakuratan data yang dikumpulkan adalah: Kesalahan saat pembacaan sudut Ketidak-telitian praktikan dalam mencatat gaya atau ketidak-telitian dalam perhitungan proyeksi gaya dan momennya. Terjadi sumbu x dan sumbu y yang digambar kurang tegak lurus Terjadi senggolan pada tali gaya dan pada saat menggambar garis gaya yang menyebabkan posisi kesetimbangan bergeser. Gesekan pada katrol mempengaruhi nilai beban sebenarnya yang terjadi pada cincin Pada saat mencatat besar beban pada tali, terjadi kesalahan dalam menemukan tali yang bersesuaian, sehingga gaya dan arahnya sebenarnya tidak sesuai. Pada saat menggambar tali beban pada kertas, gambar tali kurang sejajar dengan gaya yang sebenarnya.

VII. KESIMPULAN Pada praktikum mekanika benda padat kali ini maka dapat disimpulkan bahwa : Dari pengolahan data kesetimbangan pada gaya konkuren yang dilakukan diperoleh nilai: dan yang masing masing dan . Dari

memiliki kesalahan relatif sebesar

percobaan tersebut maka praktikan berhasil membuktikan bahwa pada

kesetimbangan titik, besar gaya pada arah sumbu-x dan sumbu-y adalah sama dengan 0 ( ).

Pada pengolahan data kesetimbangan gaya non konkuren, diperoleh nilai da