KESETIMBANGAN BENDATEGAR, TEGANGAN DAN REGANGAN & FLUIDA

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR Kesetimbangan Benda tegar dibawah pengaruh gaya bidang, harus memenuhi persyaratan : 1. Syarat Gaya : Σ F = 0 ΣFX = 0; ΣF Y= 0;Σ F Z= 0 2. Syarat Torsi : Σ ζ = 0 ζ = Torsi = Gaya x lengan = F x l l ( lengan ) = panjang garis tegak lurus poros perputaran dan garis kerja gaya

Lengan Gaya F1 F3 C D B A O GAYA LENGAN F1 F2 F3 F E F2

Tegangan ( S ) Semua benda pada batas tertentu akan mengalami perubahan bentuk atau volume sebagai akibat adanya gaya luar. Salah satu penyebab perubahan bentuk adalah tegangan. Tinjau batang homogen yang luas penampangnya A, ditarik kedua ujungnya dengan gaya F yang sama

A A F F Batang terpotong tegak lurus panjang batang, tidak terlalu dekat pada ujung, dan gaya tarik merata pada penampang seluas A F F Tegangan yang dialami oleh batang didefinisikan sebagai perbandingan gaya F terhadap luas penampang A S = F/A S = tegangan tarik Satuan tegangan N/m2 (Pascal) F = gaya tarik A = Luas penampang

Jika batang terpotong sembarang, gaya F merata pada penampang seluas Al dan tidak tegak lurus Bila selueuh gaya yang tersebar merata dinyatakan dengan suatu vektor, maka vektor gaya ini dapat diuraikan menjadi komponen normal Fn dan tangensial FT terhadap Al Fn Al Fl S n = Fn / Al da S T = FT / Al ST = Tegangan geser FT

Regangan Regangan adalah perubahan relatif bentuk benda yang mengalami tegangan terhadap bentuk awal Untuk batang yang panjangnya L0, berubah menjadi L setelah kedua ujungnya mengalami gaya tarik F, mengalami perubahan panjang ΔL, sehingga besar regangan panjang ΔL / L0 Regangan yang menyebabkan perubahan volume, akan mengalami regangan volume ΔV / V0 Regangan akibat tegangan tangensial akan mengalami regangan geser x / h

MODULUS ELASTISITAS Perbandingan antara tegangan dan regangan Modulus Young ( E ): Tegangan tarik Tegangan tekan E = --------------------- = ---------------------- Regangan tarik Regangan tekan Fn / A Fn Lo E = --------- = --------- Δl / Lo Δl A

Modulus Geser ( G ) Tegangan geser G = ---------------------- Regangan geser FT / h FT A G = -------- = ------- x / A x h

Berhubungan dengan tekanan hidrostatik dan volume dP dP Modulus Bulk ( B ) Berhubungan dengan tekanan hidrostatik dan volume dP dP B = - ---------- = - V ----- dV / V dV Tanda - menyatakan bahwa pertambah- an tekanan selalu menyebabkan pengurangan volume

Soal Beban 8 Kg digantungkan pada ujung kawat logam sepanjang 75 cm dengan diameter 0,130 cm. Kawat memanjang 0,036 cm. Tentukan : Tegangan kawat Regangan kawat Modulus Young kawat

Modulus Young = Tegangan/Regangan Jawab Tegangan = F / A = F / π r2 Regangan = Δl / L0 Modulus Young = Tegangan/Regangan

HIDRODINAMIKA(STATIKA FLUIDA) Rapat massa ( ρ ) : ρ = m / V m = massa V = volume Satuan: Kg/m3 Tekanan ( P ) : P = F / A F = gaya normal A = luas permukaan Satuan : N/m2 = Pascal ( Pa )

P = Pa + ρgh Pa = tekanan atmosfir ρ = rapat massa Variasi Tekanan Tekanan pada satu titik tertentu dengan kedalaman h dari permukaan bebas mempunyai tekanan : P = Pa + ρgh Pa = tekanan atmosfir ρ = rapat massa g = percep grafitasi h = kedalaman dari permukaan bebas

DINAMIKA FLUIDA Pembahasan dibatasi pada sifat fluida : Tunak ( steady ) Aliran fluida yang kecepatan(v) tiap partikel fluida pada suatu titik tertentu adalah tetap,baik besar maupun arahnya Tak Rotasional Aliran fluida pada tiap titik elemen fluida tidak memiliki momentum sudut terhadap titik tersebut Tak Kompresibel ( Tak Termampatkan ) Aliran fluida tidak berubah rapat massanya ketika mengalir Non viskos ( tak kental )

Prinsip Pascal & Archimides Tekanan yang diberikan pada suatu fluida tertutup diteruskan tanpa berkurang besarnya pada setiap bagian fluida dan dinding-dinding dimana fluida tersebut berada Archimides : Bila sebuah benda seluruhnya atau sebagian dicelupkan kedalam fluida yang diam, akan mendapat gaya apung keatas seberat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut

A1v1 = A2v2 = tetap ( Pers Kontinuitas) Untuk aliran fluida yang bergerak dengan kecepatan dan luas penampang tertentu( v1,A1) kemudian melewati luas penampang dan dengan kecepatan berbeda (v2,A2),maka: Debit air ( Av) : A1v1 = A2v2 = tetap ( Pers Kontinuitas) Untuk aliran dengan beda ketinggian : p1 + ½ ρv12 + ρgy1= p2 + ½ ρv22 + ρgy2 ( Pers Bernoulli ) ρ = rapat massa ; y = ketinggian