Dokumen tersebut membahas tentang mekanika sebagai ilmu yang menggambarkan reaksi benda terhadap benda lain akibat gaya. Ia menjelaskan konsep dasar mekanika seperti ruang, waktu, massa, dan gaya serta prinsip-prinsipnya seperti hukum Newton. Dokumen ini juga membahas analisis gaya pada struktur teknik yang terdiri dari bagian-bagian dan sambungan.

1. CCSIndonesia
Abrianto Akuan
Cilegon, 29 Januari 2020
1

2. Tujuan Umum: Mempersiapkan Tim
Engineering dalam menganalisis permasalahan
mekanika secara sederhana dan logis.
2
Referensi :
1. Mekanika untuk insinyur, Ferdinand P. Beer.
2. Mekanika Teknik, Timoshenko.
3. Mechanics of Materials, Ferdinand P. Beer.
4. Structural Steel Designer’s Handbook, Roger L.
Brockenbrough.
CCSIndonesia

3. Mekanika : Ilmu yang menggambarkan/ meramalkan
reaksi suatu benda terhadap benda lain (aksi gaya).
Studi Mekanika dimulai sejak:
• Aristoteles (384-322 SM)
• Archimedes (287-212 SM)
• Newton (1642-1727)
• Einstein (1905) – Teori Relativitas
Konsep Dasar yang digunakan dalam Mekanika:
• Ruang (dihubungkan dengan kedudukan sesuatu)
• Waktu (pendefinisian dari suatu kejadian/ peristiwa)
• Massa (sesuatu yang menempati ruang)
• Gaya (aksi benda terhadap benda lain)
3
CCSIndonesia

4. Gaya
Ditentukan oleh: - Titik aksi
- Besar sebagai suatu vektor
- Arah
Dapat beraksi secara langsung atau dari jarak tertentu (gaya
gravitasi, gaya magnet, dll)
4
CCSIndonesia

5. 3 Prinsip Dasar untuk studi Mekanika:
• Hukum Paralelogram (jajaran genjang)
“Bahwa 2 gaya yang beraksi pada suatu
partikel/benda dapat diganti oleh sebuah gaya
lain yang disebut: Gaya Resultan”.
• Prinsip Transmisibilitas
“Bahwa kondisi kesetimbangan/bergerak
suatu benda tidak akan berubah bila suatu
gaya yang bekerja tersebut diganti dengan
gaya lain yang besar, arah dan garis aksinya
tetap sama”.
5
CCSIndonesia

6. • Hukum Newton
I. “Bahwa bila gaya resultan yang beraksi
pada suatu partikel/benda sama dengan
nol, maka partikel/benda tersebut akan
tetap diam (jika mula-mula diam) atau
akan tetap bergerak dengan kecepatan
yang sama pada suatu garis lurus (jika
mula-mula bergerak)”.
II. “Bahwa bila gaya resultan yang beraksi
pada suatu partikel/benda tidak sama
dengan nol, maka partikel/benda tersebut
akan memperoleh percepatan yang
sebanding dengan besarnya gaya resultan
tersebut dan arahnyapun sama”.
6
CCSIndonesia

7. III. “Bahwa gaya aksi dan reaksi pada suatu
partikel/benda, mempunyai besar dan
garis aksi yang sama, hanya berlawanan
arah”.
Hukum Gravitasi Newton:
“Bahwa 2 partikel/benda dengan massa M
dan m akan saling tarik menarik/tolak
menolak dengan gaya F dan f yang
besarnya:
F=G (M . m / r2)
r = Jarak ke-2 partikel/benda
G = Konstanta gravitasi
7
CCSIndonesia

8. Contoh penting: Gaya tarik bumi terhadap
partikel/benda yang terletak pada permukaan
tanah. Gaya F yang dilakukan bumi terhadap
partikel/benda tersebut kemudian didefinisikan
sebagai berat partikel/benda, W:
W = m. g
g = Gaya gravitasi = G (M/r2) = 9,81 m/dt2
M = Massa bumi
R = Jari-jari bumi
8
CCSIndonesia

9. Benda: Kombinasi dari banyak partikel.
Gaya yang bekerja pada satu partikel pada benda akan mempunyai titik
tangkap yang berbeda dengan gaya lain pada partikel lain dalam benda.
Gaya-gaya yang beraksi pada suatu benda, dibagi 2:
• Gaya-gaya Eksternal: Aksi gaya luar yang menentukan perilaku
eksternal benda tersebut (diam atau bergerak).
• Gaya-gaya Internal: Gaya yang mengikat semua partikel yang
membentuk benda tersebut (jika benda tersebut sebagai suatu
struktur maka gaya tersebut merupakan gaya yang mengikat bagian-
bagian struktur tersebut secara bersama.
9
CCSIndonesia

10. Contoh gaya-gaya Eksternal, pada kasus mobil
mogok: F, W, R1, R2.
Pada kasus tersebut, prinsip transmisibilitas pada gaya-gaya
eksternal masih berlaku (misalnya mobil tersebut tidak ditarik
tetapi didorong).
Pada kasus gaya-gaya internal, maka prinsip transmisibilitas
tidak berlaku.
W
F
R2
R1
10
CCSIndonesia

11. Karena benda sebenarnya dapat mengalami regangan
100
200
300
500
400
S
(amplitude
in
MPa)
104
1045
Modes of fatigue testing
100
200
300
500
400
S
(amplitude
in
MPa)
104
1045
100
200
300
500
400
S
(amplitude
in
MPa)
104
1045
Modes of fatigue testing
11
CCSIndonesia

12. 12
CCSIndonesia

13. Gaya-gaya Internal
(Hukum Newton III)
Struktur (terdiri dari beberapa bagian batang
yang bersambungan) memerlukan analisis
penentuan tidak hanya gaya-gaya eksternal tetapi
juga gaya-gaya internal (yang mengikat berbagai
bagian struktur tersebut).
Dari sudut pandang bagian struktur, gaya-gaya
Internal tersebut adalah sebagai gaya-gaya Eksternal.
13
CCSIndonesia

14. W
A
B
C
D
E F
Crane (derek)
Ay
A
B
C
D
E F
W
T
Ax
DBB Struktur:
14
CCSIndonesia

15. DBB Bagian Struktur:
A
B
C
D
E F
W
T
Ax
C
B
E
Ay
15
CCSIndonesia

16. Struktur Teknik (Jembatan, Atap, Kontruksi
Kerangka, Mesin, dll) terdiri dari
bagian-bagian lurus dan sambungan (sendi/pin).
Antar bagian struktur dihubungkan pada ujung-
ujungnya saja, tidak ada bagian yang menembus
sambungan
B
A C
D
P
16
CCSIndonesia

17. Bagian-bagian Struktur tersebut disambung degan
menggunakan sambungan Las, Baut atau Paku Keling.
Diasumsikan gaya-gaya pada ujung bagian struktur
tersebut sebagai Gaya Tunggal.
Sehingga setiap bagian dapat dianggap sebagai bagian-
bagian gaya.
Maka Struktur dapat dipandang sebagai sekelompok
sendi/pin dan bagian 2 gaya.
17
CCSIndonesia

18. Setiap bagian struktur dapat mengalami:
• Tarikan (Tension) atau
• Tekanan (Compression)
18
CCSIndonesia

19. Jenis-jenis umum konstruksi Atap
19
CCSIndonesia

20. Jenis-jenis umum konstruksi Jembatan
20
CCSIndonesia

21. Dari jenis-jenis tersebut, selalu terdiri dari konstruksi
segitiga yang mempunyai 3 bagian dan 3
sambungan
Konstruksi segi-3 tersebut merupakan konstruksi yang
Kaku dan sambungannya tidak terletak pada satu garis
lurus.
B
A C A
B
B’
C
C’
D
21
CCSIndonesia

22. Jumlah total bagian struktur, m = 2n – 3
n = jumlah sambungan atau sendi atau pin
Untuk 3 dimensi (truss ruang): m = 3n-6
B
A
C
D
22
CCSIndonesia

23. 23
Metoda analisis dari struktur:
1. Metoda Sambungan
2. Metoda Maxwell
3. Metoda Pembagian Komponen
Untuk menentukan gaya-gaya
pada semua bagian struktur
Hanya
menentukan
gaya-gaya pada
satu atau
beberapa bagian
struktur
CCSIndonesia

24. CCSIndonesia