More Related Content
What's hot (20)
Similar to Forces in structures and machines (20)
Forces in structures and machines
- 1. RESUME Forces in Structures and Machines Nama Kelompok: Sujalmo 2113100084 Nurul Khafidatus Sholihah 2113100089 Ibnu Faqih Yuritsul Kautsar 2113100094 Muhammad Firdaus 2113100099 Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
- 2. Forces in Structuresand Machines Chapter Objectives Break a force down into its rectangular and polar components. Determine the resultant of a system of forces by using the vector algebra and polygon methods. Calculate the moment of a force using the perpendicular lever arm and moment component methods. Understand the requirements for equilibrium, and be able to calculate unknown forces in simple structures and machines. From the design standpoint, explain the circumstances in which one type of rolling element bearing would be selectedfor use over another, and calculate the forces acting on them @Suatu benda jika terkena beban dinamis ( ada beban, tidak ada beban, ada beban, tidak ada beban ) akan cepat rusak. Contoh: seorang anak dengan berat 70kg tidur dengan posisi berbaring, maka tempat tidur/ dipannya tidak cepat rusak karena beban pada dipan tersebut bersifat statis (bebannya tetap), tetapi jika dengan berat yang sama (70kg) seorang anak berlonjak lonjak diatas tempat tidur tersebut, tempat tidur tersebut akan cepat rusak karena dipan mendapat gaya dinamis. @ Misalkan terdapat laptop diatas meja, maka gaya yang bekerja pada sistem ini
- 3. Beban terpusat Beban merata . @Lalu bagaimana pesawat udara dapat terbang? Pada dasarnya, sayap lah yang memberi gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang, sedangkan engine hanya memberi gaya dorong (thrust) untuk bengerak maju. Jadi, kesimpulan mudahnya adalah bahwa pesawat udara dapat terbang karena memiliki sayap.Secara mudah dapat dijelaskan bahwa gaya angkat terbangkitkan karena ada perbedaan tekanan di permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Bentuk airfoil sayap diciptakan sedemikian rupa agar tercipta karakteristik aliran yang sesuai dengan keinginan. Singkatnya, gaya angkat akan ada jika tekanan dibawah permukaan sayap lebih tinggi dari tekanan diatas permukaan sayap. Perbedaan tekanan ini dapat terjadi karena perbedaan kecepatan aliran udara diatas dan dibawah permukaan sayap. Sesuai hukum Bernoulli semakin cepat kecepatan aliran maka tekanannya makin rendah. Besarnya gaya angkat yang dibangkitkan berbanding lurus dengan Luas permukaan sayap, kerapatan udara, kuadrat kecepatan, dan koefisien gaya angkat. Jadi, untuk pesawat udara, engine berfungsi memberikan gaya dorong agar pesawat dapat bergerak maju. Akibat gerak maju pesawat maka terjadi gerakan relatif udara di permukaan sayap. Dengan bentuk geometri airfoil tertentu dan sudut serang sayap (angel of attack) tertentu maka akan menghasilkan suatu karakteristik aliran udara
- 4. dipermukaan sayap yang kemudian akan menciptakan beda tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah sayap yang kemudian membangkitkan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang. Ada 4 gaya yang bekerja pada pesawat udara selama penerbangan yaitu Gaya angkat ( LIFT) atau gaya keatas, Gaya berat ( WEIGHT ) atau gaya kebawah, selanjutnya Gaya maju ( THRUST ) serta Gaya kebelakang ( DRAG ). Dua gaya berikut dapat mudah dipahami. Gaya berat ( WEIGHT ) bekerja menarik benda kembali ke bumi, sebagai contoh apabila kita melemparkan batu ke atas maka akan jatuh. Selanjutnya apabila kita mengendarai sepeda, maka terasa hambatan dari depan. Gaya lain yang bekerja pada pesawat selama diudara yaitu LIFT dan THRUST yang keduanya merupakan kunci untuk penerbangan. Gaya-gaya tersebut oleh para perancang pesawat diperhitungkan untuk mengatasi DRAG dan WEIGHT. Gaya angkat ( LIFT ) dihasilkan oleh permukaan sayap yang dirancang agar tekanan udara diatas permukaan lebih kecil dari bagiah bawah. Gaya-gaya lain yang bekerja untuk menjaga agar pesawat tetap berada di udara yaitu THRUST. Gaya ini menarik pesawat kearah depan, biasanya gaya ini diperoleh dari putaran baling-baling ( PROPELLER ) mesin atau dorongan mesin jet. Gaya maju ( THRUST ) dan gaya angkat ( LIFT ) akan bekerja bersamaan untuk menarik pesawat kearah depan dan meninggalkan darat.
- 5. Kesetimbangan gaya Fy = 0 L + T sin (a+b)0 = D sin a0 + W Fx = 0 T cos (a+b)0 = D cos a0 L = gaya lift = 遜 v2 AClift D = gaya drag = 遜 v2 ACdrag
- 6. F engine = Wmobil sin 150 + 亮k W cos 150 + 遜 v2 ACD Saat pesawat landing, sayap pesaat akan memperluas luas permukaannya. Hal ini dilakukan untuk tetap mempertahankan besar gaya lift pesawat. Mengapa? Hal ini karena saat landing, pesawat akan mengurangi kecepatannya. Hal ini menyababkan besar gaya lift akan berkurang. Untuk mempertahankan nlai ini agar tetap konstan, hal yang bisa dilakukan hanya dengan memperluas permukaan sayap. Sesuai dengan rumus Flift = 遜 v2 AClift Terlihat jika variabel yang bisa kita kendalikan hanyalah v (kecepatan) dan A (lusa permukaan). Sedangkan itu, nilai (massa jenis udara) dan Clift (konstanta lift) bersifat konstan. Sesi Tanya Jawab: @Adul: Kenapa ada kereta api dengan panjang 2km, dipasang empat lokomotif, yakni dua berada di depan dan dua lainnya di pasang dibelakang? Jawab: dikarenakan panjang gerbong kereta yang mencapai 2km maka dibutuhkan gaya yang sangat besar untuk menggerakkannya. Dua lokomotif dipasang di belakang gerbong kereta di fungsikan untuk mendorong terlebih dahulu gerbong kereta, sehingga kereta dapat berjalan pelan lalu setelah itu ditarik oleh dua lokomotif yang
- 7. didepan, sehingga 2 lokomotif yang berada di depan gerbong tidak bekerja terlalu ngoyo. D. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat ditarik dari paparan di atas adalah: Pesawat terbang bisa terbang (mengudara) karena ada Gaya Dorong (Thrust) dari Mesin (Engine) yang besarannya jauh lebih besar dari Gaya Hambat (Drag) sehingga pesawat dapat melaju dengan kecepatan tertentu dan menimbulkan Gaya Aerodinamik, yaitu timbulnya Gaya Angkat (Lift) yang lebih besar dari Gaya Gravitasi (Weight) sehingga mampu mengangkat pesawat untuk terbang. Gaya Angkat (Lift) pada sayap (dan pesawat secara keseluruhan) timbul sebagai akibat adanya perbedaan kecepatan aliran udara pada sayap, yang konstruksinya dirancang sedemikian rupa (Aerofoil), sehingga menimbulkan perbedaan tekanan udara di bagian atas dan di bagian bawah sayap. Fuselage: penyambungan sayap dengan badan pesawat @Destruction test, sebuah simulasi yang sengaja dibuat untuk menguji kendaraan sebagai contoh perbandingan pengujian mobil brabus dengan mobil yang berukuran lebih besar dengan cara menghantamkan mobil brabus dan mobil besar tersebut pada dinding dengan kecepatan yang sama .pada hal ini mobil brabus hanya mengalami kerusakan di bagian depan sedangkan mobil yang berukuran lebih besar mengalami kerusakan yang lebih besar dan terpelanting pada jarak yang lebih jauh dibandingkan dengan mobil brabus. Hali ini dikarenakan konstruksi dan material penyusun pada mobil brabus lebih berkualitas.