12 Tu3uan Per4,5aan Membangun sebuah jembatan penahan beban yang tersusun dari stik es krim.
!2 Alat &an Bahan Penaris 7utter
B,l8,int $ti9 es 9rim Lem su8er lue Be5an
•
'2 $8esi+i9asi •
•
•
•
•
•
Tampak Samping (Panjang)
Tampak Atas
•
•
•
•
•
•
Tampak Samping (Lebar)
•
2 Te,ri Dasar •
12 $tati9a Ben&a Tear
Tampak Bawah
Benda tegar adalah benda dengan bentuk tertentu yang tidak berubah
•
sehingga partikel-partikel pembentuknya berada pada psisi yang tetap relati! satu sama lain. "erak benda tegar dapat dianalisis sebagai gerak translasi dari pusat massanya# ditambah gerak rtasi sekitar pusat massanya. Syarat benda dikatakan benda tegar adalah ttal gaya intern dan trsi yang bekerja pada benda adalah nl. Benda tegar akan melakukan gerak translasi apabila gaya yang
•
diberikan pada benda tepat mengenai suatu titik yang yang disebut titi9 5erat. •
Suatu benda tegar dikatakan berada dalam keadaan statis apabila terpenuhi
bahwa $ •
a.
%umlah gaya - gaya yang bekerja adalah nl # sesuai dengan
hukum & 'ewtn pada gerak translasi
•
•
b.
%umlah trsi trsi yang bekerja adalah nl# sesuai dengan
hukum && 'ewtn pada gerak rtasi
∑ τ
;u9um I Ne
•
Setiap benda akan *enderung mempertahankan keadaan awal benda. Bila
awalnya bergerak maka akan *enderung bergerak dan bila awalnya diam maka akan *enderung diam sampai ada gaya yang mempengaruhinya.+ •
Torsi adalah suatu pemuntiran sebuah batang yang diakibatkan
oleh kopel (couples) yang menghasilkan perputaran terhadap sumbu longitudinalnya. •
Trsi dide!inisikan sebagai $ τ = F ×r
•
r adalah ,ektr dari ais putaran ke titik di mana gaya bekerja
•
F adalah ,ektr gaya.
•
. Elastisitas •
/lastisitas adalah si!at benda yang setelah diberi gaya dan kemudian
gaya dihilangkan tetap dapat kembali ke bentuk semula. •
M,&ulus .eser
0ide!inisikan sebagi perbandingan tegangan geser dan regangan geser. Bila gaya yang diberikan memberikan tegangan geser maka perubahan bentuk pada balk menjadi $ •
•
b
•
•
b1
*
L
•
•
•
. •
" $ Mdulus "eser
•
2 $ "aya
•
A $ Luas Penampang
•
$ Pertambahan panjang
Tegangan Regangan
F / A x / L
*1
L $ Panjang bend
•
•
•
2 7ara 0er3a •
3. Siapkan peralatan yang dibutuhkan. . "ambar design jembatan mini. 4. 5kur panjang dan massa stik es krim 6. Buat buah kerangka sisi jembatan dengan menyusun 7 stik es krim ( 8 *m ) sesuai gambar 3 9. Buat dasar jembatan dengan menyusun : stik berjarak *m pada kedua kerangka sisi dengan lebar jembatan ; *m seperti gambar 7. Pasanglah keempat kaki dengan jarak masing-masing 4#: *m dari ujung. (lihat gambar 4) :. Pasanglah stik bantu untuk memperkuat kaki (lihat gambar 4) 8. atat data beban hasil pengujian •
•
•
"ambar 3
•
•
"ambar
•
•
"ambar 4
•
•
62 Data &an Pen,lahan 12
Desain Jem5atan •
0esain 3
•
•
•
•
•
•
0esain
•
0esain 4
•
•
•
•
0esain 6
•
Diaram .a)a Desain 1
•
Diaram .a)a Desain ! •
•
Diaram .a)a Desain ' •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Diaram .a)a Desain •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
. Per5an&inan Pan3an Jem5atan &an Be5an
Pan3an Be5an ( 9 # Miniatur Jem5atan ( 4m #
•
•
8
•
;
•
4=
•
44
•
43
•
7
•
4
•
8
•
•
49 44#9
40 32 24
Beban Maksimum (kg)
16 8 0 27
28
29
30
31
32
Panjang Jembatan (m) .ra+i9 Massa terha&a8 Pan3an •
0ari hasil regresi linier diperleh $
) = !>1? @ ">6 •
•
•
2 Analisis 3. 0esain %embatan •
33
Pada desain jembatan 3# desain kuat jika beban
•
diletakkan pada pertemuan dua kaki karena kedua kaki memberikan gaya nrmal yang setara ?. Tapi jika beban diletakkan di pinggir# jembatan akan terjungkir karena tidak ada kaki yang merupakan gaya nrmal yang melawan ?. Pada desain dan 4# terlihat bahwa jika ada beban
•
yang diletakkan pada jembatan maka gaya nrmal yang melawannya sebesar 2 akan maksimal jika sin
θ
bernilai besar. Sehingga desain 3 akan lebih kuat
karena terlihat jelas @ ;=# sin
θ
3 dan 2 akan maksimal.
Pada desain dan 6# jika beban diletakkan pada
•
desain # gaya penahannya adalah ' A dan 'B. Tetapi jika diberikan stik bantu sehingga desain menjadi seperti desain 6# terdapat gaya ' A# 'B dan '>. Sehingga beban maksimal yang mampu ditahan jembatan desain lebih besar dari desain 6. •
. Perbandingan Panjang %embatan dan Beban •
Sesuai
•
dengan
gra!ik
pada
bagian
data
dan
penglahan data# dapat diperleh panjang jembatan yang tepat adalah 8 *m dengan jumlah stik es krim sama pada masing-masing panjang jembatan yang berbeda yaitu ; stik . Pemilihan tersebut didasarkan pada kekuatan jembatan dalam menahan beban hingga men*apai maksimum. Besarnya trsi merupakan perkalian antara gaya dan jarak ( lengan ). %ika lengan jembatan pendek# trsi yg ditahan sedikit.
•
Sehingga semakin besar beban yang mampu ditahan jembatan hingga jembatan mulai terbalik (bertasi). Selain itu jika lengan jembatan semakin panjang# maka beban yang dapat ditahan jembatan semakin berkurang# sesuai dengan dasar teri mdulus geser 2
