1 MOTOR BAKAR c b W d a V V2 V1 Motor Bensin Motor bensin yang umum adalah motor empat langkah (empat “tak”), disebut empat langkah karena terjadi empat proses dalam satu daur. Misalkan pada suatu saat piston berada pada puncak geraknya; lalu pada saat piston itu bergerak turun, suatu campuran yang terdiri dari udara dan uap bensin terhisap masuk kedalam silinder karena katup masuk terbuka dan katup pembuangan tertutup. Gerak turun ini disebut langkah menghisap. Pada akhir langkah ini, katup masuk menutup dan piston bergerak naik memampatkan campuran udara-bensin tadi hampir secara adiabatic. Gerak ini disebut langkah kompresi. Pada atau dekat puncak ini sebuah bunga api menyalakan campuran udara-bensin, sehingga terjadi pembakaran yang sangat cepat. Tekanan dan suhu naik pada volume konstan. Piston kini terdesak kebawah akibat gas yang hampir secara adiabatic memuai. Gerak kebawah ini disebut langkah daya atau langkah usaha. Pada akhir langkah daya katup pembuangan membuka. Tekanan dalam silinder turun dengan sangat cepat sampai mencapai tekanan atmosfir dan piston yang bergerak naik mendesak keluar semua gas yang tersisa. Katup pembuangan kini menutup, katup masuk terbuka, dan daur atau siklus mulai kembali. P c b W d a V V2 V1 Daur motor bensin dianggap sama dengan daur Otto, pada titik a, udara dalam silinder bertekanan atmosfir dikompresi secara adiabatic sampai ketitik b, kemudian dipanaskan sampai titik c pada volume konstan, lalu dibiarkan memuai secara adiabatic ketitik d, kemudian didinginkan pada volume konstan sampai titik a, sesudah http://www.mercubuana.ac.id

3 USAHA DAN TENAGA Masalah dasar dalam dinamika partikel adalah bagaimana menentukan gerak partikel jika diketahui gaya yang berkerja padanya. Yang dimaksud dengan “bagaimana gerak partikel” adalah bagaimana perubahan posisinya terhadap waktu. Jika geraknya dalam satu dimensi, persoalannya menjadi menentukan x sebagai fungsi waktu, x (t). garis lengkung dalam gambar dibawah, melukiskan jejak atau lintasan sebuah partikel bermassa m yang bergerak di dalam bidang xy dan disebabkan oleh gaya resultan F yang besar dan arahnya dapat berubah-ubah dari titik ke titik lintasan itu. Dari hukum gaya yang sesuai, kita uraikan gaya itu menjadi komponen Fs di sepanjang lintasan dan komponen FN normal terhadap lintasan. komponen FN, tegak lurus terhadap kecepatan V, merupakan gaya sentripetal, dan efeknya hanya mengubah arah kecepatannya. Efek komponen Fs mengubah besar kecepatan. Andaikan s ialah jarak partikel yang diukur dari titik tertentu O, di sepanjang lintasan. Pada umumnya, besar Fs adalah fungsi dari s. berdasarkan hukum kedua Newton dv Fs= m — Dt karena Fs adalah fungsi s, kita gunakan dalil t\rantai ,dan ditulis dv dv ds dv —=——=v— dt ds dt ds http://www.mercubuana.ac.id

Jika usaha yang dilakukan oleh sebuah partikel mempunyai gaya yang 5 dyn cm), disebut 1 erg. Karena 1m = 100 cm dan 1 N = 10 dyne, maka 1 Nm = 10 dyn cm atau 1J = 10 erg Dalam sistem inggris, satuan usaha ialah satu foot pound (1 ft lb) : 1 J = 0,7376 ft lb, 1 ft lb = 1,356 J Rumus untuk usaha suatu gaya dapat dituliskan dalam beberapa cara. Kalau adalah sudut antara vector gaya F dan vektor perpindahan ds yang sangat kecil komponen Fs sama dengan F cos ; dengan demikian W = Fs.ds = F cos ds Jika usaha yang dilakukan oleh sebuah partikel mempunyai gaya yang dapat berubah, baik arah arah maupun besarnya, dan partikel dapat bergerak sepanjang garis lengkung. Dan usaha yang berubah tersebut dapat ditentukan dari dW = F . ∆r = F cos ∆r CONTOH: gambar di bawah ini memperlihatkan sebuah kotak yang di tarik di sepanjang permukaan horizontal oleh gaya tetap P yang membentuk sudut tetap dengan arah gerak. Gaya-gaya lainnya pada kotak itu ialah beratnya w, gaya normal ke atas N yang dilakukan oleh permukaan, dan gaya gesekan f. berapa usaha masing- masing gaya apabila kotak bergerak sejauh s di sepanjang permukaan menuju ke kanan ? komponen P dalam arah gerak ialah P cos . Karena itu usaha gaya P ialah Wp = (P cos )s Gaya w dan N kedua-duanya tegak lurus terhadap perpindahan, jadi Ww = 0, WN = 0 Gayagesekan f berlawanan dengan arah perpindahan, sehingga usaha gaya gesekan ialah Wf = -fs Karena usaha adalah besaran skalar, usaha total W semua gaya pada benda itu ialah jumlah aljabar (bukan vektor) usaha masing-masing http://www.mercubuana.ac.id