I. Pengantar Statika 1.1. Mekanika a. Pengertian Mekanika: Cabang dari ilmu fisika yg mempelajari tentang keadaan diam atau bergerak suatu benda akibat adanya aksi gaya b. Contoh penerapan prinsip2 dasar mekanika: #. kestabilan dan kekuatan struktur mesin #. roket #. Mesin dan alat listrik c. Tujuan Utama pelajaran mekanika: untuk mengembangkan kemampuan dalam memprediksi/ menduga efek / akibat dari gaya dan gerakan dalam melakukan fungsi rancangan kreatif (creative design) dari keteknikan.

d. Hub. Antara mekanika dg matematika: Matematika berperan sangat penting dalam upaya menyelesaikan perhitungan atau pencapaian tujuan dari mekanika teknik, yaitu aplikasi dari prinsip-prinsip mekanika dalam memecahkan masalah-masalah praktis. e. Cabang ilmu mekanika: * Statika (static) yg mempelajari kesetimbangan (equilibrium) benda-benda. * Dinamika (dinamic) yg mempelajari gerakan benda dibawah aksi gaya –gaya.

1.2. Konsep-konsep dasar konsep2 dan definisi2 berikut adalah hal mendasar yg harus dipahami utk mempelajari mekanika Ruang (space) Wilayah geometri yg ditempati oleh benda2 yg mana posisi-posisinya digambarkan oleh ukuran2 linear dan angular relatif terhadap sistem koordinat Waktu (time) ukuran dari rangkaian atau urutan kejadian dan merupakan kuantitas dasar dalam dinamika. Waktu secara tidak langsung dilibatkan dalam analisis statika.

c. Massa (mass) adalah ukuran inersia sebuah benda, yaitu resistensi terhadap perubahan kecepatan. Massa juga dpandang sbg kuantitas zat dalam sebuah benda. Lebih penting lagi dalam statika, massa juga merupakan sifat dari semua benda yg mengalami gaya tarik dengan benda lainnya. d. Gaya (force) Aksi dari sebuah benda terhadap benda lainnya. Sebuah gaya cendrung akan menggeser benda menuju arah aksinya. Aksi sebuah gaya digambarkan oleh besar (magnitude), arah (direction) dan titik aplikasinya (point of aplication).

e. Partikel (particle) sebuah benda dg ukuran yg dapat diabaikan (negligible) dinamakan partikel. Dalam telaah matematika, sebuah partikel adalah sebuah benda yg mendekati nol sehingga dapat dinalisis sebagai sebuah titik massa. Bila dimensi sebuah benda tidak relevan dalam menggambarkan posisinya atau aksi gaya yg diaplikasikan padanya, maka benda tersebut dpt diberlakukan sbg partikel. f. Benda kaku (rigid body) Sebuah benda dianggap sebagai sebuah benda kaku apabila gerakan relatif dan bagian-bagiannya dapat ditiadakan dalam suatu analisis.

1.3. Besaran dan Satuan Besaran: konsep fisis yg dinyatakan secara kuantitatif yg dapat diukur. b. Besaran dibedahkan 2 macam: 1. Besaran dasar yaitu besaran awal yg dijadikan landasan untuk menjelaskan gejala. Besaran dasar tidak diturunkan atau besaran yg menjadi dasar dari besaran lain atau turunannya. 2. Besaran turunan yaitu besaran yg diturunkan dari besaran dasar. Maksudnya diperoleh dg cara menggabubgkan atau menyusun dari dua atau lebih besaran dasar. Misalnya kecepatan

Tabel Besaran dasar 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Panjang Massa Waktu Suhu No Nama Lambang Satuan Lambang satuan Dimensi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Panjang Massa Waktu Suhu Intensistas Arus listrik Jumlah zat Besaran tamabahan Sudut datar Sudut ruang l m t T I i, I N, n α Ω, ω meter kilogram detik Kelvin candela ampere mole radian steradian kg s K cd A Mol rad sr [L] [M] [T] [ө] [J] [I] [N) -

c. Sistem Satuan 1. Satuan SI (Satuan International) Sistem yg telah diterima di Amerika Serikat dan seluruh dunia dan merupakan sistem modren dari sistem metrik ex. Gaya (N) = massa (kg) x percepatan (m/s^2) 2. Satuan Amerika (US customary units) sistem amerika atau inggris (british unit) disebut juga sistem foot-pound second (FPS), merupakan sistem yg umum digunakan dalam bisnis dan industri di negara2 yg berbahasa inggris. ex. Gaya (lb) = massa (slugs) x percepatan (ft/sec^2)

e. Conversion Factors (FPS) d. Conversion FPS to SI Quantity FPS SI Force Mass Lenght lb slug ft 4.4482 N 14.5938 kg 0.3048 m e. Conversion Factors (FPS) 1 ft = 12 in 1 mi. (mile) = 5280 ft 1 kip (kilopound) = 1000 lb 1 ton = 2000 lb

f. Prefix Exponential form Prefix SI symbol Multiple 1 000 000 000 Submultiple 0.001 0.000 001 0.000 000 001 10^9 10^6 10^3 10^-3 10^-6 10^-9 giga mega kilo milli micro nano G M k m μ n

Merupakan cara lain utk menyatakan ketidak pastian hasil pengukuran. g. Angka Penting : Merupakan cara lain utk menyatakan ketidak pastian hasil pengukuran. Ex. 27,49 dimana angka 9 mrpkan hal yg masih diragukan, karena dlam keputusan penentuan angka 9 dpt terjadi mungkin angka 8 (sbg 27,48) atau 0 (sbg 27, 50), sehingga angka terakhir diragukan krna penafsiran. Sedangkan tiga angka didepannya mrpkan angka pasti. Maka didalam pengukuran terdapat Angka Pasti dan Angka Meragukan. Keseluruhan angka baik angka meragukan maupun pasti disebut angka berarti.

Contoh soal: Konversikan 4 km/h. berapa dlm ft/s Konversi 200 lb.s and 32 slug/ft^3 ke SI Evaluasi nilai berikut: a. (50 mN) (6 GN) b. (400 mm) (0,6 MN)^2 c. 45 MN^3/900 Gg Tentukan angka meragukan dari penjumlahan dan pengurangan berikut: a. 1,008665 – 1,007276 b. 1,007276 + 0,00054858 Diket: x = 9,752 x 10^2, y = 2,5 dan z= 1,11x10^-3 tentukan: a. P = x .y dg menggunakan 2 angka penting b. Q = x/y dg menggunakan 3 angka penting c. R = x z/y dg menggunakan 2 angka penting

Penyelesaian: Konversikan 4 km/h. berapa dlm ft/s jawab: 1 km = 1000 m 1 h = 3600 s 4 km/h = 4 km/h ( 1000 m/ km) (1 h/3600s) = 4000 m/ 3600 s = 1,11 m/s 1 ft = 0,3048 m 1,11 m/s = 1,11 m/s ( 1 ft/0,3048 m) = 3,642 ft/s

2. Konversi 200 lb.s and 32 slug/ft^3 ke SI 1 lb = 4,4482 N 200 lb.s = 200 lb.s = 889,64 N.s = 0,89 kN.s 1 slug = 14.5938 kg 1 ft = 0,3048 m 32 slug/ft^3 = = 16490,2 kg/m^3

3. Evaluasi nilai berikut: a. (50 mN) (6 GN) [50 (10^-3) N] [6 (10^9)] 300 x 10^6 N^2 300 kN^2 kN^2 = (kN)^2 = 10^6 N^2 b. (400 mm) (0,6 MN)^2 [400 (10^-3) m] [0,6 (10^6)N]^2 [400 (10^-3) m] [ 0,36 (10^12)N^2] 144 x 10^9 m.N^2 144 Gm.N^2

c. 45 MN^3/900 Gg = = 0.05 x 10^12 N^3/kg = 0.05 x 10^12 N^3 (1kN/10^3 N)^3 (1/kg) = 0,05 x 10^3 kN^3/kg = 50 kN^3/kg

4. a. 0,001389 b. 1,007825 5. a. P = [(9,752) (2,5).10^2 = 2438 dg 2 angka penting = 2,4 x 10^3 b. Q =[(9,752 x 10^2)/ (2,5) = 390,08 dg 3 angka penting = 3,90 x 10^2 c. [(9,752x10^2) (1,11x10^-3)/(2,5) = 0,4329888 dg 2 angka penting = 4,3 x 10^-1

Tugas 1: Buat sejarah perkembangan ilmu statika dan dinamika