Materi pertama pembelajaran static, membahasa mengnai konsep-konsep dasar static

1. KULIAH I
STATIC
PENDAHULUAN
OLEH:
AHMAD HENDRAWAN,ST., M.KOM
JURUSAN TEKNIK MESIN POLIBAN
BANJARMASIN, 2023

2. Apa itu (Static) Mekanika?
Mekanika adalah cabang ilmu fisika yang
membahas keadaan benda yang diam atau
bergerak di bawah pengaruh atau aksi
gaya.

3. Mengapa Perlu Belajar
Mekanika

5. BAHAN KAJIAN
• Pendahuluan
• Statika Benda Tegar
• Konsep Keseimbangan
• Aplikasi Konsep Keseimbangan
• Struktur Portal
• Konstruksi Rangka Batang
• Momen Inersia Massa
• Penerapan Momen Inersia
• Gesekan
• Aplikasi Analisa Gesekan

6. Penilaian
• Kehadiran 15%
• Perilaku 15%
• Tugas 20%
• UTS 20%
• UAS 30%
• Total 100%

7. Konsep-Konsep Dasar
• Ruang adalah daerah geometri yang ditempati oleh benda yang posisinya
digambarkan oleh pengukuran linier dan anguler relatif terhadap sistem
koordinat. Untuk persoalan tiga dimensi, ruang membutuhkan tiga
koordinat bebas, sedang untuk dua dimensi diperlukan hanya dua
koordinat saja.
• Waktu adalah ukuran peristiwa yang berurutan dan merupakan besaran
dasar dalam dinamika. Waktu tidak dapat dimasukkan langsung dalam
analisis persoalan statika.
• Massa adalah ukuran kelembaman benda yang merupakan penghambat
terhadap kecepatan. Massa merupakan hal penting untuk persolan statika
karena massa juga merupakan sifat setiap benda yang mengalami gaya
tarik menarik dengan benda lain.
• Gaya adalah aksi suatu benda terhadap benda lain. Suatu gaya cenderung
menggerakkan sebuah benda menurut arah kerjanya. Aksi sebuah gaya
dicirikan oleh besarnya, arah kerjanya dan titik kerjanya. Gaya merupakan
besaran vektor.
• Partikel adalah benda yang dimensinya dapat diabaikan atau benda yang
dimensinya mendekati nol sehingga dapat dianalisis sebagai massa titik.

8. Skalar dan Vektor
• Makanika membahas dua jenis besaran,
yaitu skalar dan vektor.
• Besaran skalar hanya menunjukkan
besarnya saja. Sebagai contoh adalah
waktu, volume, kerapatan, laju, energi dan
massa.
• Besaran vektor, selain memiliki besar juga
memiliki arah. Contohnya berat, gaya dan
kecepatan.

9. Satuan
• Mekanika berkaitan dengan empat besaran dasar, yaitu
panjang, massa, gaya dan waktu.
• Satuan yang dipakai untuk mengukur besaran-besaran
ini tidak semuanya dapat dipilih dengan bebas, ada dua
sistem satuan dibahas di sini, yaitu : sistem SI dan
sistem A.S.. Keempat besaran dasar tersebut di atas
beserta satuan-satuannya dicantumkan secara ringkas
dalam tabel berikut :
Besaran
Simbol
Dimensi
Satuan SI Satuan A.S. (Sistem FPS)
Satuan Simbol Satuan Simbol
Massa M kilogram kg slug -
Panjang L meter m kaki (foot) ft
Waktu T sekon (detik) s sekon (detik) s
Gaya F newton N pound lb

10. Dalam gambar di bawah ini dilukiskan contoh gaya, massa
dan panjang dalam kedua sistem satuan tersebut.

11. HUKUM NEWTON
• Hukum Newton pertama berisi prinsip keseimbangan gaya, yang
merupakan topik utama dalam pembahasan statika. Sebenarnya hukum ini
akibat dari hukum kedua, karena tidak akan ada percepatan jika gaya sama
dengan nol, dan partikel tetap dalam keadaan diam atau bergerak dengan
kecepatan tetap.
• Hukum Newton kedua merupakan dasar dari sebagian besar analisis dalam
dinamika. Bila diterapkan terhadap partikel bermassa m, hukum tersebut
dapat dinyatakan sebagai :
F = m.a
dimana F adalah gaya resultan yang bekerja pada partikel dan a adalah
percepatan resultan tersebut. Persamaan ini merupakan persamaan vektor
karena arah F harus sama dengan arah a.
• Hukum Newton ketiga merupakan dasar pengertian mengenai gaya. Hukum
ini menyatakan bahwa gaya selalu terjadi dalam pasangan gaya yang sama
dan berlawanan.

12. Hukum Newton I
• Sebuah partikel akan tetap diam atau
terus bergerak dalam sebuah garis lurus
dengan kecepatan tetap jika tidak ada
gaya tak seimbang yang bekerja padanya.

13. Hukum Newton II
• Percepatan sebuah partikel adalah
sebanding dengan gaya resultan yang
bekerja padanya dan searah dengan gaya
tersebut.

14. Hukum Newton III
• Gaya-gaya aksi dan reaksi antara benda-
benda yang berinteraksi memiliki besar
yang sama, berlawanan arah dan segaris.

15. Hukum Gravitasi
• Dalam statika dan juga dalam dinamika,
kita sering harus menghitung berat sebuah
benda. Perhitungan itu tergantung kepada
hukum gravitasi, yang juga dirumuskan
oleh Newton. Hukum gravitasi dinyatakan
dengan persamaan :

16. dengan :
F = gaya tarik menarik antar dua buah partikel
G = konstanta universal / konstanta gravitasi = 6,673.10-11 m3/kg.s2
m1, m2 = massa kedua partikel
r = jarak antara pusat partikel
• Untuk benda bermassa m di permukaan bumi, tarikan gravitasi pada
benda seperti pada persamaan di atas dapat dihitung dari hasil
percobaan gravitasi sederhana. Jika besar gaya gravitasi atau berat
adalah W, maka karena benda jatuh dengan percepatan g, maka
dapat kita rumuskan :
W = m.g
• Berat W akan dinyatakan dalam newton (N) apabila m dalam
kilogram (kg) dan g dalam meter per sekon kuadrat (m/s2).

17. Soal-Soal
• Jelaskan konsep-konsep dasar dan definisi-definisi pada
mekanika!
• Jelaskan perbedaan antara besaran vektor dan skalar!
• Tentukan berat seorang laki-laki dalam newton yang
beratnya 200 pon dan tentukan berat anda sendiri dalam
newton.
• Hitunglah berat W suatu benda di gunung Kinibalu
(ketinggian 4424 m di atas permukaan laut) jika
massanya dipermukaan laut adalah 50 kg! Gunakanlah
9,80665 m/s untuk nilai permukaan laut dari g.
• Sebut dan jelaskan Hukum Newton I, II, dan III.