f.
SISTEM PENGAPIAN KONVENSIONAL
Ulangi Ulangi lagi lagi materi materi yang yang anda rasa rasa belum belum paham paham dengan dengan mecob mecoba a latihan latihan soalnya
BAB I. PENDAHULUAN
g.
Kerjakan Kerjakan soal-soal soal-soal latihan atihan dan dan mintalah mintalah nilai lai pada guru mata mata diklat diklat untuk untuk tiap tiap soal soal latiha latihan. n. Jika Jika anda dinyataka dinyatakan n berhas berhasil il maka maka anda anda boleh boleh
A.
DESKRIPSI
melanjutkan ke materi berikutnya tetapi jika anda belum berhasil maka
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi berkembang pesat. Penguasaan
ulangi lagi sampai anda dinyatakan berhasil
ilmu dan teknologi harus disertai dengan pemahaman dasar-dasar keilmuwan yang
2.
mendukung. mendukung. Sistem Sistem Pengapian an sebagai salah satu Standar Kompetensi Kompetensi Dasar
Dalam kegiatan pelajaran meteri ini, guru mempunyai peran sebagai berikut :
Kejuruan yang mempunyai peran yang sangat penting dalam mengantarkan siswa
a.
untuk memahami dasar-dasar dasar-dasar ilmu dan teknologi teknologi terutama terutama dasar-dasar dasar-dasar Sistem Kelistrikan Otomotif. Standar Kompetensi Dasar Kejuruan ini membahas tentang “Sistem Pengapian Konvensional”.
B.
Mengorganisa Mengorganisasikan sikan kegiatan kegiatan belajar belajar kelompok kelompok jika ka diperluk diperlukan an
c.
Mela Me laks ksan anak akan an pen penil ilai aian an
d.
Men Mencat catat at penc pencapai apaian a n kema kemajua juan n siswa siswa Menjelaskan Menje laskan kepada siswa siswa tentang tentang sikap, sikap, pengetahuan pengetahuan dan dan keteramp keterampilan ilan dari suatu kompetensi yang perlu dibenahi dan merundingkan rencana
Materi Materi ini merupakan materi awal atau materi materi dasar pada Standar Standar Kompetensi Kompetensi
pemelajaran selanjutya
Dasar Kejuruan yaitu Sistem Pengapian. Dengan mempelajari materi ini diharapkan
C.
Membantu Membantu siswa siswa dalam merencanaka merencanakan n proses proses belajar belajar
b.
e.
PRASYARAT
siswa dapat mempelajari materi berikutnya dengan lebih mudah.
Untuk Guru
D.
TUJU TUJUAN AN AKHI AKHIR R
Setelah Setelah mempelajar mempelajarii materi materi modul Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Kejuruan Kejuruan “Sistem “Sistem PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
1.
Pengapian” ini diharapkan siswa dapat:
Untuk Siswa
1.
Menambah pengetahuan dalam pelaksanaan Sitem Pengapian Konvensional.
Peserta diklat harap memperhatikan petunjuk-petunjuk dibawah ini:
2.
Memberikan pengetahuan awal atau gambaran pelaksanaan praktek Sistem
a.
Bacala Bacalah h denga dengan n seksama seksama mater materi-m i-mate ateri ri yang yang ada
b.
Cata Catatl tlah ah halhal-hal hal yang pentin penting g pada pada tiap tiap mate materi ri,, jika jika perl perlu u buatl buatlah ah ringkasan-ringkasan rumus-rumusnya
c. d.
e.
Pengapian Konvensional.
E.
KO MP MP ET ETE NS NS I
Fahami maksud isi materi
Mata Pelajaran
: Standar Kompetensi Dasar Kejuruan : XI/1
Siapkan Siapkan kertas kertas kosong kosong dan alat-al alat-alat at tulis tulis untuk mencatat mencatat hal-hal hal-hal yang
Kelas/Semester
penting dan ringkasan rumus
Standar K Ko ompetensi
: Si Sistem Pe Pengapian
Kerjakan Kerjakan setiap setiap latihan latihan soal soal yang ada dan cobalah cobalah membuat membuat model soal
Kode Kompetensi
: OPKR 50-011B
lain untuk materi yang sama
Alokasi Waktu
: 40 X @45 menit
By Tarmizi, S.Pd.
1
Pembelaj aran
•
Sistem Pengapian
•
Pendahuluan
BAB II. PEMELAJARAN A.
BELAJAR SISWA
•
Cara penyalaan b ah ah an an b ak ak ar ar p ad ad a m ot ot o orr bakar
•
Sistem pengapian konvensional p ad ad a m ot ot o orr bensin
•
Cara menaikkan tegangan
•
Dasar transformasi tegangan
Peserta diklat diharapkan mampu membuat rencana belajar yang mencakup hal-hal berikut: Jenis Kegiatan
Tanggal
1.
P en en da da hu hu lu a n
2.
Bagian Bagian-bag -bagian Sistem Sistem Pengapian Baterai Cara Cara Kerja dan Data-d Data-data ata Sistem Pengapian Baterai Kontak Kontak Pemutus dan Sudut Dwell
3. 4. 5.
K on on de de ns ns at at or or
6.
Koil dan Tahana Tahanan n Balast Balast
7.
Busi
8.
Saat Saat Pengap Pengapian ian
9.
Advans Advans Sentr Sentrifu ifugal gal
Waktu
Tempat belajar
Alasan Perubahan
Tanda Tangan
•
Teliti t i dalam menerapkan rangkaian sistem pengapian baterai
•
Memahami rangkaian sistem pengapian baterai
•
Dapat mempraktekka n ra an n gk gk ai ai an an sistem pengapian baterai
•
•
C ar ar a k er er ja dan data-data sistem pengapian baterai
•
C ar ara ke rrjja sistem pengapian baterai
•
•
Data-data sistem pengapian baterai
Memahami cara kerja dan data-data sistem pengapian
•
•
Teliti t i dalam menerapkan cara cara kerja kerja sistem pengapian d an an d at at aadata sistem sistem pengapian
Dapat mempraktekka n cara cara kerja kerja dan pengukuran data-data sistem pengapian baterai
Kontak pemutus pemutus dan sudut dwell
•
Kegunaan Kegunaan dan bagian-bagian
•
•
Bentuk-bentuk p ad ad a k on on ta ta k pemutus
Memahami kegunaan, bentuk kontak kontak pemutus, susdut pengapian, dwell dan hubungannya
•
Jalan arus pada kontak pemutus
Teliti t i dalam menerapkan kegunaan, bentuk kontak pemutus, sudut pengapian, d we we l d an an hubunganny a
•
•
Dapat mempraktekka n keguna kegunaan, an, bentuk kontak kontak pemutus, susdut pengapian, d we we l d an an hubungannya
•
Teliti t i dalam menerapkan percobaan sistem pengapian t an an pa pa d an an dengan kondensator
•
Memahami percobaan sistem pengapian ta an n pa pa d an an dengan kondensator
•
Dapat mempraktekka n percob percobaan aan sistem pengapian ta an n pa pa d an an dengan kondensator
•
Kom pe peten si Dasar
Sudut pengapian
• •
Sudut dwell
•
B es es ar ar s ud ud ut ut dwell dwell dengan dengan kemampuan pengapian
•
Percobaan sistem pengapian tanpa kondensator
materi •
Membuat
laporan
diskusi sendiri dan kelompoknya
C.
•
Membaca dan memahami
materi
3.
SILABUS KOMPETENSI In di di kato r
M at eri
Keg ia iatan P em el aj aran
Dapat mempraktekk an cara penyalaan bahan bakar, cara menaikkan tegangan
Rangkaian sistem pengapian baterai
ini:
Mendiskusikan
•
•
KEGIATAN BELAJAR
bersama peserta diklat lain
Memahami cara penyalaan bahan bahan bakar, bakar, menaikkan tegangan
Bagianbagian sistem pengapian
Selama pemelajaran diharapkan peserta diklat melakukan kegiatan-kegiatan berikut
2.
Keterampilan
•
•
•
1.
Pengetahuan
Teliti t i dalam menerapkan cara penyalaan bahan bakar, menaikkan tegangan
•
10. Advans Vakum
B.
Sikap
•
•
Kondensator
hasil
Hubungan s ud ud ut ut d we we l dengan dengan celah ah kontak pemutus
•
Bunga api pada kontak
•
Sifat-sifat induksi diri
•
Sistem pengapian dengan
By Tarmizi, S.Pd.
2
kondensator
• •
•
Koil dan tahanan ballast
• • •
•
•
Busi
•
•
•
•
•
Saat pengapian
Kegunaan koil
K oi oi l de en nga an n tahanan balas Kegunaan tahanan ballast
•
Rangkaian penambahan start
•
Bagian-bagian busi
•
B eb eba n tun tuntuta tutan n busi Nilai panas
Memahami kegunaan, macam-macam koil dan tahanan ballast serta rangkaian penambahan start
•
Memahami bagian-bagian, be b ba an da an n tuntut tuntutan, an, nilai nilai panas, permukaan, dudukan, dudukan, ulir, ulir, celah elektroda busi dan tegangan pengapian
•
Dapat mempraktekka n k eg eg u un na aa an koil, tahanan ba all la st st da an n rangkaian penambahan start
Dapat mempraktekka n pen penyet yetela elan n celah elektroda busi dan tegangan pengapian
Saat pengapian dan daya motor
•
Hubungan Hubungan saat pengapian dengan putaran motor
•
Hubungan Hubungan saat pengapian dengan beban motor
•
Saat pengapian de en ng ga an n ilil ai ai oktan Contoh soal
Pendahuluan
Macam-macam kondisi s i vakum pada sambungan advans vakum
Batas toleransi kurva kurva advans advans vakum
•
Saat pengapian pada pada macammacammacam keadaan motor
•
Kerja Kerja sistem advans advans pada pada macam-macam keadaan motor
vakum vakum dan saat pengapian pada macammacam keadaan motor
macam keadaan motor
saat pengapian pada macammacam keadaan motor
URAI URAIAN AN MATE MATERI RI Kegiatan Belajar 1 1.
P en en da da hu hul ua ua n
a.
Cara Cara Pen Penyal yalaan aan Ba Bahan han B Baka akarr pada pada Mot Motor or Bakar Bakar Cara penyalaan penyalaan bahan bakar pada motor bakar dibedakan dalam 2
1)
Penyal Penyalaan aan sendir sendirii (Moto (Motorr Diesel) e sel) Penjelasan:
•
Teleti dalam menerapkan macammacam saat pengapian, daya, putaran, beban motor da an n n il ai ai oktan
•
•
Teliti t i dalam menerapkan fungsi advant sentrifugal(g overnor)
•
Teliti t i dalam menerapkan cara cara kerja, kerja, macammacam sambungan, batas toleransi kurva advant
Fungsi Fungsi advant advant sentrifugal (governor)
Ca arr a k er erj a advans vakum
•
macam:
Celah elektroda busi dan tegangan pengapian
•
•
•
Dudukan
Persyaratan saat pengapian
• •
Teliti t i dalam menerapkan celah elektroda bu si si da an n tegangan pengapian
Ulir
•
Advans vakum
•
Permukaan busi
Macam-macam c on on tto oh s aa aa t pengapian
• •
Teliti t i dalam menerapkan kegunaan koil dan tahanan ballast
D. •
da an n pad pada a
•
Advans sentrifugal
•
Macam-macam jenis koil
•
• • • • •
•
Kondensator pa ad da s is te te m pengapian
Memahami macammacam, persyaratan saat pengapian dan hubungannya dengan daya, pu utt a arr a an n da an n beb beban an motor motor s er er ta ta n il ai ai oktan
•
•
Memahami fungsi fungsi advant advant sentrifugal (governor)
•
Dapat mempraktekka n fungsi advant sentrifugal (governor)
•
Memahami c ar ar a k er er ja , macam-macam kondisi vakum, batas toleransi kurva kurva advant advant v ak ak um um da an n saat pengapian pada macammacam-
•
Dapat mempraktekka n cara cara kerja kerja advant advant vakum dan menentukan batas toleransi kurva kurva advant advant vakum vakum serta serta
Dapat menentukan saat pengapian idial
Udara dikompresikan dengan tekanan kompresi tinggi yaitu 20-40 bar (2-4 Mpa), temperatur naik 700oC-900oC Bahan bakar disemprotkan kedalam ruang bakar → langsung terjadi penyalaan atau pembakaran
By Tarmizi, S.Pd.
3
2)
Penyalaan Penyalaan dengan dengan bunga bunga api listri listrik (Motor (Motor Bensin Bensin)) Penjelasan:
Campuran Campuran udara + bahan bakar dikompresi dikompresikan kan dengan tekanan tekanan kompresi kompresi rendah yaitu 8-13 bar (0,8-13 Mpa), temperatur temperatur naik 400oC-600oC. Busi meloncatkan bunga api terjadi penyalaan atau pembakaran
2)
b.
Sistem pengapian magnet
Sistem Sistem Pengapian an Konvens Konvensional ional pada Motor Bensin Sistem pengapian konvensional pada motor bensin ada 2 macam:
1)
Sistem pengapian baterai
c.
Cara Cara Me Mena naik ikka kan nT Teg egan angan gan Cara menaikkan tegangan: Tegangan baterai (12 V) dinaikkan menjadi tegangan tinggi 5000-25000 Volt dengan menggunakan transformator (Koil)
By Tarmizi, S.Pd.
4
Untuk menaikkan tegangan menggunakan:
2)
Transformator Jika pada sambungan sambungan primer primer transforma transformator tor dihubungkan dihubungkan dengan arus bolak-balik maka:
d.
•
Ada perubahan arus listrik
•
Terjadi perubahan medan magnet
•
Terjadi tegangan induksi lampu
Dasar Dasar Trans Transfor formas masii Tegang Tegangan an Transformasi tegangan berdasarkan prinsip induksi magnetis
1)
Induksi magnetis Jika magnet digerak-gerakkan dekat kumparan, maka:
•
Terjadi perubahan medan magnet
•
Timbul tegangan listrik
Tegangan tersebut disebut ”Tegangan Induksi”
3)
Perbandingan tegangan Perbandingan Perbandingan tegangan sebanding sebanding dengan perbandingan perbandingan jumlah lilitan
•
Jumlah lilitan sedikit tegangan induksi kecil
•
Jumlah lilitan banyak tegangan induksi besar
By Tarmizi, S.Pd.
5
Kegiatan Belajar 2 2. Bagian-Bag Bagian-Bagian ian Sistem Pengap Pengapian ian Baterai Baterai
a.
Kegu Keguna naan an Bag Bagia ian n Sist Sistem em Pen Penga gapi pian an Bat Bater erai ai
1)
Baterai Sebagai penyedia atau sumber arus listrik
4)
Transformasi dengan arus searah Bagaimana jika transformator diberi arus searah?
•
Transforma Transformator tor tidak dapat berfungsi dengan arus searah, karena
Arus tetap
Tidak terjadi perubahan medan magnet
Tidak ada induksi
Bagaimana agar terjadi perubahan medan magnet?
•
Dengan memberi saklar pada sambungan primer, jika saklar dibuka atau ditutup (On/Off) maka:
Arus primer terputus-putus
Ada perubahan medan magnet
Terjadi induksi
2)
K un un ci ci k on on ta ta k Menghubungkan dan memutuskan arus listrik dari baterai ke sirkuit primer
By Tarmizi, S.Pd.
6
3)
Koil
5)
K on on de de ns ns at at or or
Mentransfor Mentransformasi masikan kan tegangan tegangan baterai baterai menjadi menjadi tegangan tegangan tinggi
Kegunaan:
(5000 – 25000 Volt)
•
Mencegah loncatan bunga api diantara celah kontak pemutus
•
Mempercep Mempercepat at pemutusan pemutusan arus primer primer sehingga sehingga tegangan tegangan
pada saat kontak mulai membuka
induksi yang timbul pada sirkuit sekunder tinggi
4)
K on on ta ta k pe pe mu mu tu tu s
6)
Di st st riri bu bu to to r
Menghubungkan dan memutuskan arus primer agar terjadi induksi
Membagi Membagi dan menyalurka menyalurkan n arus tegangan tinggi ke setiap busi
tegangan tinggi pada sirkuit sekunder sistem pengapian
sesuai dengan urutan pengapian
By Tarmizi, S.Pd.
7
Sirkuit tegangan rendah = Sirkuit primer Aliran arus primer sirkuit primer Baterai Baterai – Kunci kontak – Primer koil – Kontak pemutus – Kondensor – Massa 7)
b.
Busi
Sirkuit tegangan tinggi = Sirkuit sekunder
Meloncatkan Meloncatkan bunga api listrik diantara kedua elektroda busi di
Aliran arus sirkuit sekunder
dalam ruang bakar, sehingga pembakaran dapat dimulai
Sekunder koil – Distributor – Busi – Massa
Rangka Rangkaian ian Sist Sistem em Peng Pengapi apian an Bater Baterai ai Bagian-bagian
Kegiatan Belajar 3
1.
Baterai
3.
2.
Kun ci ci ko kontak
3.
Koil
4.
K on on ta ta k p e em mu tu tu s
5.
Kondensor
6.
D is tr tr ib u utt or or
7.
Busi
Cara Kerja dan Data-data Sistem Pengapian Baterai
a.
Cara Cara Kerja Kerja Sistem Sistem Pengap Pengapian ian Batera Bateraii Cara kerja: 1)
Saat Saat kunci kunci kotak kotak on, kont kontak ak pemutu pemutus s menutup menutup Arus mengalir dari + Baterai – Kunci kontak – Kumparan primer koil kontak pemutus – Masa * Terjadi pembentukan medan magnet pada inti koil
Penjelasan: By Tarmizi, S.Pd.
8
2)
•
Saat kontak pemutus menutup, arus primer 3-4 Amper
Cara kerja:
•
Kontak pemutus terbuka: 12-13 Volt
Saat kunc kuncii kontak kontak on, konta kontak k pemutu pemutus s membuk membuka a
•
Kontak pemutus tertutup: maksimal 0,3 Volt
Arus primer terputus dengan cepat maka:
•
Motor hidup ± 300-400 Volt
•
(Tegangan induksi diri)
•
Ada perbedaan medan magnet (medan magnet jatuh)
•
Terjadi arus induksi tegangan tinggi pada saat sirkuit sekunder (terjadi loncatan bunga api diantara elektroda busi)
Kegiatan Belajar 4 4.
Kontak Pemutus dan Sudut Dwell
a.
Kegun Kegunaa aan n dan Bag Bagia iann-bag bagia ian n Kegunaan: Menghubungka Menghu bungkan n dan memutuskan memutuskan arus primer primer agar terjadi induksi induksi tegangan tinggi pada sirkuit sekunder Bagian-bagian:
b.
Data-d Data-data ata Sistem Sistem Pengap Pengapian ian Batera Bateraii Secara Secara Umum
1.
Kam Kam dist distri ribu buto tor r
2.
Kont Kontak ak teta tetap p (wo (wolf lfra ram) m)
3.
Kont Kontak ak lepa lepas s (wo (wolf lfra ram) m)
4.
Pega Pegas s kont kontak ak pemu pemutu tus s
5.
Leng Lengan an konta kontak k pemu pemutus tus
6.
Seke Sekeru rup p peng pengik ikat at
7.
Tu mi mit e bo bo ni nit
8.
Kabe Kabell (da (dari ri koil koil -)
9.
A lu r p en en ye ye te te l By Tarmizi, S.Pd.
9
2) b.
Jalan Jalan Arus Arus pada Kontak Kontak Pemutu Pemutus s Arus mengalir dari minus koil – Kabel kontak pemutus – lengan kontak pemutus – kontak lepas – kontak tetap – massa
c.
Kontak pejal Keausan yang terjadi
•
Keausan permukaan tidak merata
•
Pemindahan panas kurang baik
Bentuk Bentuk-be -bentu ntuk k Kontak Kontak Pemutu Pemutus s
1)
Kotak berlubang
d.
Sudu Sudutt Peng Pengap apia ian n
Keausan yang terjadi
Sudut Pengapian adalah:
•
Keausan permukaan rata
Sudut putar kam distributor dari saat kontak pemutus mulai membuka 1
•
Pemindahan panas baik
sampai kontak pemutus mulai membuka pada tonjolan kam berikutnya 2 Contoh sudut pengapian:
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
10
B – C = Sudut tutup Kp Sudut tutup kontak pemutus dinamakan sudut dwell
Kesimpulan: Sudut dwell adalah sudut putar kam distributor pada saat kontak pemutus menutup (B) sampai kontak pemutus mulai membuka (C) pada tonjolan
kam berikutnya. f.
Hubung Hubungan an Sudut Sudut Dwell Dwell denga dengan n Celah Celah Konta Kontak k Pemutu Pemutus s
1)
360o
Celah Kontak Pemutus Kecil
•
Sudut buka kecil (β)
•
Sudut dwell besar (α)
Kesimpulan:
α= Z
Sudut dwell besar → celah kontak pemutus kecil
Z = Jumlah silinder Untuk motor 4 silinder 360o α= 4 α = 90o PK (Poros Kam) e.
Sudut Dw Dwell
2)
Celah Kontak Pemutus Besar
Sudut Dwell Sudut Putar Kam Distributor A – B = Sudut buka Kp (Kontak pemutus) By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
11
•
Sudut buka besar (β)
•
Sudut dwell kecil (α)
Kesimpulan: Sudut dwell kecil → celah kontak pemutus besar
Motor 6 Silinder
Penjelasan: (a) (a)
360o
Sudu Sudutt pen penga gapi pian an
Sudut pengapian α =
360o
Z
6
Sudut dwell = 60% x 60o = 36o
360o α=
Toleransi ± 2o
Z
Besar sudut dwell = 36o ± 2o
Z = Jumlah silinder (b)
= 60o PK
=
Sudut dwell = 34o – 38o
Sudut Sudut dwe dwell ll = 60% x Sudut Sudut peng pengapi apian an 360o 60% x Z
Contoh: Menghitung sudut dwell motor 4 silinder dan 6 silinder Motor 4 Silinder 360o Sudut pengapian α =
360o = 90o PK
= Z
4
Sudut dwell = 60% x 90o = 54o Toleransi ± 2o Besar sudut dwell = 54o ± 2o Sudut dwell = 52o – 56o g.
Besar Besar Sudut Sudut Dwel Dwelll dan Kema Kemampu mpuan an Pengap Pengapian ian Kemapuan pengapian ditentukan oleh kuat arus primer
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
12
Untuk mencapai arus primer maksimum, diperlukan waktu pemutusan kontak pemutus yang cukup. Sudut dwell kecil
a.
Percobaan Sistem Pengapian tanpa Kondensator
1)
Pada Sirkuit Primer Pada saat kontak pemutus mulai membuka Ada loncatan bunga api diantara kontak pemutus Artinya:
•
Waktu penutupan kontak pemutus pendek
•
Arus primer tidak mencapai maksimum
•
Kemapuan pengapian kurang
•
Arus tidak terputus dengan segera
•
Kontak pemutus menjadi cepat aus (terbakar)
Sudut dwell besar
•
Kemapuan pengapian baik, tetapi waktu mengalir arus terlalu
2)
Pada Sirkuit Sekunder
lama
•
Kontak pemutus menjadi panas
•
Kontak pemutus cepat aus
Kesimpulan: Besar sudut dwell merupakan kompromis antara kemampuan pengapian dan umur kontak pemutus
Kegiatan Belajar 5 5.
Kondensor
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
13
Bunga api pada busi lemah Mengapa bunga api pada busi lemah? Karena arus primer tidak terputus dengan segera, medan magnet pada koil tidak jatuh dengan cepat → Tegangan induksi rendah b.
c.
Sifa Sifatt-si sifa fatt Induk Induksi si Dir Dirii
Bung Bunga a Api Api pada pada Kon Konta tak k
Mengapa terjadi bunga api pada kontak saat arus primer diputus? Pada saat kontak pemutus membuka arus dalam sirkuit primer diputus maka terjadi perubahan medan magnet pada inti koil (medan magnet
1)
jatuh).
Tegangan bisa melebihi tegangan sumber arus, pada sistem pengapian tegangannya ≈ 300 – 400 Volt
Akibatnya terjadi induksi pada:
•
Kumparan primer
•
Kumparan sekunder
2)
Arus induksi diri adalah penyebab timbulnya bunga api pada kontak pemutus
3)
Arah tegangan induksi diri menghambat perubahan arus primer
Induksi pada sirkuit primer disebut ”induksi diri”
Pada waktu:
Bunga api yang terjadi pada saat memutuskan suatu sirkuit arus selalu
1)
disebabkan karena induksi diri
Kontak pemutus tutup, induksi diri memperlambatarus primer mencapai maksimum
2)
Kontak pemutus buka, induksi diri memperlambat pemutusan arus arus primer primer,, akibat akibat adanya adanya loncat loncatan an bunga bunga api pada kontak kontak pemutus
d.
Sistem Sistem Pengap Pengapian ian deng dengan an Konde Kondensa nsator tor Pada sistem sistem pengapian, an, kondensator kondensator dihubungkan secara paralel paralel dengan kontak pemutus By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
14
1)
Cara Kerja: Pada saat kontak pemutus mulai membuka, arus induksi diri diserap kondensator Akibatnya:
•
Tidak terjadi loncatan bunga api pada kontak pemutus
•
Arus Arus primer primer diputu diputus s den dengan gan cepat cepat (medan (medan magnet magnet jatuh jatuh dengan cepat)
•
Tegangan induksi pada sirkuit sekunder tinggi, bunga api pada
Jika sumber tegangan tegangan dilepas, dilepas, elektron-el elektron-elektron ektron masih tetap tersimpan pada plat kondensator, ada penyimpanan muatan listrik
busi busi kuat kuat (tegang (tegangan an induks induksii tergan tergantun tung g pada kecepa kecepatan tan perubahan kemagnetan)
2)
Prinsip Kerja Kondensator Kondensator terdiri dari dua plat penghantar yang terpisah oleh foil
Jika Jika
isolator, waktu kedua plat bersinggungan dengan tegangan listrik,
dihubungkan, dihubungkan, maka akan terjadi penyeimbangan mbangan arus, lampu
plat negatif akan terisi elektron-elektron
menyala lalu pada
kedua kedua penghan penghantar tar yang yang
berisi berisi muatan muatan listri listrik k
terseb tersebut ut
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
15
e.
Konden Kondensat sator or pada pada Sistem Sistem Pengapi Pengapia an n Pada Pada
sist sistem em
peng pengapi apia an n
konv konvens ensio iona nall
pad pada a
mobi mobill
umum umumny nya a
menggunakan kondensator model gulung
b.
Maca Ma camm-ma maca cam m Jen Jenis is Koi Koill
1)
Bagian-bagian:
Data:
1.
Dua ffo oil al alu mu munium
Kapasitas 0, 0,1 – 0,3 mf mf
2.
Dua foil isolator
Kemampuan isolator ≈ 500 vo volt
3.
Rumah sambungan massa
4.
Kabel sambungan positif
Koil Inti Batang (Standar)
Keuntungan: Konstruksi sederhana dan ringkas Kerugian:
Kegiatan Belajar 6 6.
Koil dan Tahanan Tahanan Ballast Ballast
Garis gaya magnet tidak selalu mengalir dalam inti besi, garis gaya
a.
K eg eg u un na aa a n K oi oi l
magnet pada bagian luar hilang, maka kekuatan/day kekuatan/daya a magnet
Untuk mentransformas mentransformasikan ikan tegangan tegangan baterai baterai menjadi menjadi tegangan tegangan tinggi
berkurang.
pada sistem pengapian
2)
Koil dengan Inti Tertutup
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
16
Pada sistem pengapian konvensional konvensional yang memakai memakai kontak pemutus, arus primer tidak boleh lebih dari 4 ampere, untuk mencegah:
•
Keausan yang cepat pada kontak pemutus
•
Kelebihan panas yang bisa menyebabkan koil meledak (saat motor mati kunci kontak ON)
Dari persyaratan persyaratan ini dapat dicari tahanan minimum minimum pada sirkuit sirkuit Keuntungan:
primer
Garis gaya magnet selalu mengalir dalam inti besi ”daya magnet
U = I maks
Kerugian:
=3Ω 4
Jadi jika tahanan sirkuit primer koil < 3 Ω, maka koil harus dirangkai
Sering terjadi gangguan interferensi pada radio tape dan TV yang
dengan tahanan ballast
dipasang pada mobil/juga dirumah (TV).
3)
12
R min =
kuat” hasil induksi besar.
Catatan:
Koil dengan Tahanan Ballast
Untuk pengapianelektronis tahanan primer koil dapat kurang dari 3
•
Rangkaian prinsip
•
Persyaratan Persyaratan perlu tidaknya tidaknya koil dirangkai dengan tahanan
Contoh: Contoh: Tahanan rangkaian primer primer 0,9 – 1 Ω dan dirangkai dirangkai tanpa
ballast
tahanan ballast
Ω.
4)
Kegunaan Tahanan Balast (a)
Pembat Pembatas as Arus Arus Prim Primer er Contoh Soal: U = 12 V I=4A R2 = 1,5 Ω R1 = ... Ω U R min =
12 =
I maks
=3Ω 4 By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
17
R1 dan R2 seri maka R = R1 + R2
(a)
Penambahan Penambahan Start Start Melalui Melalui Terminal Terminal ST ST 2 pada kunci kunci kontak kontak
(b)
Penambahan Penambahan Start Start Melalui Melalui Terminal Terminal Motor Motor Starter Starter
R1 = R – R2 = 3 – 1,5 = 1,5 Ω (b) (b)
Konp Konpens ensas asii pana panas s Pada koil yang dialiri arus, timbul panas akibat daya listrik. Dengan menempatkan menempatkan tahanan ballast ballast diluar koil, dapat memindahka memindahkan n sebagian sebagian panas diluar koil, untuk mencegah kerusakan koil.
Contoh Soal: Kuat arus yang mengalir pada koil I = 4 A Tahanan primer (R2) = 1,5 Ω Tahanan ballast (R1) = 1,5 Ω Daya panas pada koil P. koil = I2 x R2 = 42 . 1,5 = 24 Watt Daya panas pada tahanan ballast P. ballast = I2 x R2 = 42 . 1,5 = 24 Watt
5)
Rangkaian Penambahan Start Selama Selama motor motor distar distart, t, teg tegang angan an bat batera eraii akan akan turun turun karena karena penggunaan penggunaan beban starter. starter. Akibatnya, Akibatnya, kemampuan kemampuan pengapian pengapian berkurang. Untuk mengatasi hal tersebut tersebut koil dapat dihubungkan dihubungkan langsung dengan tegangan baterai selama motor distarter.
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
18
Kegiatan Belajar 7 7.
Busi
a.
(c)
Tahanan Tahanan Ballast Ballast di dalam Koil Koil (misal: (misal: Toyota Toyota Kijang) Kijang)
Bagi Bagian an-b -bag agia ian n Busi Busi
1.
Terminal
2.
Rumah busi
3.
Isolator
4.
Elektrode (paduan nikel)
5.
Perintang rambatan arus
6.
Rongga pemanas
7.
Elektroda massa (paduan nikel)
8.
Cincin perapat
9.
Cincin elektrode
10. Baut Baut sam sambu bunga ngan n
11.
Cincin perapat
12. 12. Peng Pengha hant ntar ar
(d)
Penambahan Penambahan Start dengan Mengg Menggunakan unakan Relay
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
19
•
Kotoran
Hal-hal yang dituntut:
•
Bahan Bahan elektr elektroda oda harus harus tahan tahan
temper temperatu aturr
tinggi tinggi (nikel (nikel,,
platinum)
•
Bahan Bahan
kaki kaki
isolat isolator or
yang yang
cepat cepat
mencap mencapai ai
temper temperatu atur r
pembersih diri (± 400oC)
4)
Elektris
•
Tegangan pengapian mencapai 25000 volt
Hal-hal yang dituntut:
•
Bentuk kaki isolator yang cocok sehingga jarak elektroda pusat ke massa jauh
• b.
Beba Beban n da dan n Tunt Tuntut utan an p pada ada Busi Busi
1)
Panas
c.
Konstruksi perintang arus yang cocok
Nilai Panas Nilai panas busi adalah suatu indek yang menunjukkan jumlah panas
Temperatur Temperatur gas didalam didalam ruang bakar berubah, berubah, temperatur temperatur pada
yang dapat dipindahkan oleh busi
pembakaran 2000oC – 3000oC dan waktu pengisian 0oC – 120oC.
Kemampuan busi menyerap dan memindahkan panas tergantung pada
Hal-hal yang dituntut:
bentuk kaki isolator/luas permukaan isolator .
•
Nilai panas harus sesuai dengan kondisi operasi mesin
Elektrode pusat dan isolator harus tahan terhadap temperatur tinggi ≈ 800oC
•
1)
Busi panas
Cepat memindahkan memindahkan panas sehingga temepratur temepratur tidak lebih baik dari 800oC
2)
Mekanis
Tekanan pembakaran 30 – 50 bar
• •
3)
Bahan harus kuat Konstruksi harus rapat Kimia
•
Erosi bunga api
•
Erosi pembakaran By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
20
•
Luas permukaan kaki isolator besar
•
Banyak menyerap panas
•
Lintasan pemindahan panas panjang, akibatnya pemindahan panas sedikit
2)
Busi dingin
•
Luas permukaan kaki isolator kecil
•
Sedikit menyerap panas
•
Lintasan Lintasan pemindahan pemindahan panas pendek, pendek, cepat menimbulkan menimbulkan panas
d.
P er ermu ka ka a an n B us us i
2)
Terbakar
•
partikel kecil mengkilat yang menempel
Permukaan muka busi menunjukkan kondisi operasi mesin dan busi
1)
Normal
•
Isolator berwarna kuning atau coklat muda
•
Puncak isolator bersih, permukaan permukaan rumah rumah isolator isolator kotor berwarna coklat muda atau abu-abu
•
Kondisi kerja mesin baik
•
Pemakaian busi dengan nilai panas yang tepat
Elektroda terbakar, pada permukaan kaki isolator ada partikel-
•
Isolator berwarna putih atau kuning
Penyebab:
•
Nilai oktan bensin terlalu rendah
•
Campuran terlalu kurus
•
Knoking (detonasi)
•
Saat pengapian terlalu awal By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
21
•
Kaki isolator, elektroda-elektroda, rumah busi berkerak jelaga
Tipe busi yang terlalu panas
Penyebab:
3) • •
4)
•
Berkerak karena oli
Campuran terlalu kaya
•
Kaki isloator dan elektrode sangat kotor
5)
Warna kotoran coklat
Tipe busi yang terlalu dingin Isolator retak
Penyebab:
Penyebab:
•
Cincin torak aus
•
Jatuh
•
Penghantar katup aus
•
Kelemahan bahan
•
Pengisapan oli melalui sistem ventilasi karter
•
Bunga api dapat meloncat dari isolator langsung ke massa
Berkerak karbon/jelaga
e.
Dudukan Penggunaan Penggunaan cinci perapat perapat antara busi dan kepala silinder silinder tergantung pada tipe motor
1)
Dudukan rata, harus dipasang cincin perapat
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
22
2)
f.
Dudukan bentuk konis, tanpa cincin perapat
2)
Terlalu pendek
3)
Baik
Ulir Panjang ulir busi harus sesuai dengan panjang ulir kepala silinder
1)
Terlalu panjang
g.
Celah Celah elektr elektroda oda busi busi dan dan tega teganga ngan n peng pengapi apian an By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
23
Celah elektroda busi mempengaruhi kebutuhan tegangan pengapian
•
Celah elektroda busi besar → tegangan pengapian besar
•
Celah elektroda busi kecil → tegangan pengapian kecil
Contoh:
•
Celah elektroda 0,6 mm → tegangan pengapian 12,5 kv
•
Celah elektroda 0,8 mm → tegangan pengapian 15 kv
•
Celah elektroda 1 mm → tegangan pengapian 17,5 kv
1)
Pengapian Penga pian terjad terjadii sebelum sebelum torak torak mencapai mencapai TMA (pengap (pengapian ian
2)
Pengap Pengapian ian terjadi terjadi setelah setelah torak torak melewa melewati ti TMA (penga (pengapia pian n
awal)
lambat) Kesimpulan: Saat pengapian pengapian adala adalah h saat busi meloncatkan meloncatkan bunga api untuk mulai pembakaran, pembakaran, saat penga pengapian pian diukur dalam derajat poros engkol ( ope) sebelum atau sesudah TMA. b.
Persya Persyarata ratan n Saat Saat Pengap Pengapian ian
•
Mulai saat pengapian sampai proses pembakaran selesai diperlukan waktu tertentu
• Kegiatan Belajar 8 8.
Waktu rata-rata yang diperlukan selama pembakaran ≈ 2 ms (mili detik).
Saat Saat Pengap Pengapian ian
Penjelasan:
a.
1) Usaha Usaha yang yang efek efektif tif
MacamMacam-mac macam am Conto Contoh h Saat Saat Pengap Pengapian ian
Untuk Untuk mendap mendapatk atkan an langka langkah h usaha usaha yang yang paling paling efekti efektif, f, tekanan pembakaran maksimum harus dekat sesudah TMA
2) Saat pengapian yang tepat Agar tekanan pembakaran maksimum dekat sesudah TMA saat pengapian harus ditempatkan sebelum TMA By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
24
Menghasilka Mengh asilkan n langkah langkah usaha yang ekono ekonomis, mis, daya motor maksimum. 3) Saat penga pengapian pian terlalu terlalu lambat lambat Menghasilkan langkah usaha yang kurang ekonomis/tekanan pembakaran pembakaran maksimum jauh sesudah TMA, daya motor berkurang, boros bahan bakar.
c.
Saat Pengapian dan Daya Motorl 1) Saat Saat pengapi pengapian an terlal terlalu u awal
d.
Hubungan Hubungan Saat Penga Pengapian pian denga dengan n Putaran Putaran Motor
Mengakibatk Menga kibatkan an deton detonasi/kn asi/knockin ocking, g, daya motor berkurang, berkurang,
Supaya akhir pembakaran dekat sesudah TMA, saat pengapian
motor menjadi panas dan menimbulka menimbulkan n kerusakan kerusakan (pada
harus ≈ 1 ms sebelum sebelum TMA. Untuk menentukan menentukan saat pengapian
torak, bantalan dan busi).
yang yang sesuai sesuai dalam dalam deraja derajatt poros poros engkol engkol (ope), pe), kita kita harus harus
2) Saat Saat pe penga ngapia pian n te tepat pat
memperhatikan kecepatan putaran motor. Contoh: By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
25
1)
Puta Putara ran n ren renda dah h Sudut putar pe selama 1 ms kecil
2)
Puta Putara ran n tin tingg ggii Sudut putar pe selama 1 ms besar
Kesimpulan:
e.
Hubung Hubungan an Saat Saat Pengapi Pengapian an dengan dengan Beban Beban Motor Motor
Supaya Supaya pembakaran pembakaran tetap dekat TMA, saat pengapian pengapian harus
Pada beban rendah, rendah, pembentukan pembentukan campuran setelah langkah
disesuaikan pada putaran motor:
kompresi masih kurang homogen karena:
Putaran motor tinggi → saat pengapian semakin awal
1)
Pengisian Pengisian silinder kurang → Temperatur Temperatur hasil kompresi rendah
2)
Aliran Aliran gas dalam silinder silinder pelan pelan → tolakan tolakan kurang kurang
Akibatnya: Waktunya bakar menjadi lebih lama dari pada ketika beban penuh Kesimpulan: Agar mendapatkan akhir pembakaran tetap dekat sesudah TMA, maka pada beban rendah rendah saat penga pengapian pian harus lebih awal dari pada waktu beban penuh. Petunjuk:
•
Beban rendah = Katup gas terbuka sedikit
•
Beban penuh = katup gas terbuka penuh
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
26
f.
Saat Saat Pen Penga gapi pian an d dan an Nil Nilai ai Okt Oktan an Jika nilai oktan bensin bensin rendah, rendah, saat pengapian pengapian sering harus diperlamba diperlambatt daripada daripada spesifikasi spesifikasi,, untuk mencegah mencegah knocking knocking (detonasi). Macam-macam contoh torak akibat detonasi 1)
Torak yang yang berlubang berlubang karena karena temper temperatur atur terlalu terlalu tinggi, tinggi, ak akibat ibat
2)
Cincin Cincin torak, torak, pen to torak, rak, bantalan bantalan rusak akibat akibat tekana tekanan n yang
detonasi
tinggi karena detonasi
Hitunglah saat pengapian yang sesuai dalam derajat poros engkol (ope) untuk putaran: (a) 1000 rpm, (b) 2000 rpm, (c) 4000 rpm, (d) 6000 rpm. Persyaratan saat pengapian harus tetap 0,8 ms sebelum TMA Jawab: (a) (a) n = 1000 1000 rpm rpm waktu (t) untuk 1 putaran t = 1/n . 60 . 10 3 ms t = 1/1000 . 60 . 10 3 = 60 ms Sudut putar poros engkol dalam 1 ms = 360/60 = 6 o poros engkol Saat pengapian = 0,8 ms
Kegiatan Belajar 9
Jadi T = 0,8 . 6 = 5 o poros engkol sebelum TMA
9.
Analog:
Advans Sentrifugal a.
Co n ntt o oh h S oa oa l:l:
n = 2000 rpm
Saat pengapian ≈ 10o pe sebelum TMA
n = 4000 rpm
Saat pengapian ≈ 20o pe sebelum TMA
n = 4000 rpm
Saat pengapian ≈ 30o pe sebelum TMA By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
27
Kesimpulan: Semakin cepat putaran motor, saat pengapian semakin maju (semakin awal)
b.
Fungsi Advans Sentrifugal 1)
Bagi Bagian an-b -bag agia ian n Untuk memajukan saat penga pengapian pian berdasarkan berdasarkan putaran putaran motor digunakan advans sentrifugal. Bagian-bagian:
•
Poros Poros distri distribut butor or dengan dengan plat plat
pembaw pembawa a pember pemberat at
sentrifugal
•
Pemberat (bobot) sentrifugal
•
Poros governor dengan plat berkurva
•
Pegas pengembali
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
28
(b) Putaran Putaran rendah rendah sampai sampai dengan dengan menengah menengah
2)
•
Pemberat sentrifugal mulai mengembang
•
Plat kurva mulai ditekan
•
Advans sentrifugal mulai bekerja
•
Hanya satu pegas pengembali yang bekerja
Prin Prinsi sip p Kerj Kerja a Semakin cepat putaran motor, semakin mengembang bobotbobot sentrifugal. sentrifugal. Akibatnya Akibatnya poros governor (kam) diput diputar ar lebih maju dari kedudukan semula → kontak pemutus dibuka lebih awal (saat pengapian lebih maju)
3)
Cara Cara Kerja Kerja Advans Advans Sentri Sentrifug fugal al (a) Putara Putaran n idle idle (stasio (stasioner ner))
•
Pemberat sentrifugal belum mengembang
•
Plat kurva belum ditekan
•
Advans belum ditekan
•
Salah satu pegas pengembali masih longgar
(c) (c)
Puta Putara ran n ttin ingg ggii
•
Pemb Pember erat at
sentr sentrifu ifuga gall
meng mengem emba bang ng
samp sampai ai
pembatas maksimum
•
Plat kurva ditekan By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
29
•
Advans bekerja maksimum
Penafsiran:
•
Kedua pegas pengembali bekerja
Pada Pada
kend kendar aran an
ters terseb ebut ut
di
atas atas,,
gove govern rnor or
(adv (advan ans s
sentrifugal) bekerja dengan benar jika:
•
Advans sentrifugal mulai bekerja pada 900 – 1400 rpm
•
Pada putaran 2000 rpm saat peng pengapian apian dimajukan dimajukan sebesar 5o – 10o poros engkol
•
Advans maksimum harus tercapai pada putaran 5500 rpm
•
Sudut pengatur advans maksimum 17 o – 22o poros engkol
4)
•
0 sampai A : hanya satu pegas pengembali bekerja
•
Multi titik A : kelonggara kelonggaran n pegas pengembali pengembali kedua diseimbangkan, maka kedua pegas pengembali bekerja
Karakt Karakteri eristi stik k Kurva Advans Advans Sentri Sentrifug fugal al
Petunjuk: Saat pengapian adalah saat yang distel pada idle ditambah sudut pengatur advans sentrifugal Contoh saat pengapian pada 5500 rpm
5)
Idle
: 10o
Advans
: 17o – 22o poros engkol
Saat pengapian
: 27o – 32o poros engkol
Contoh Spesifikasi Spesifikasi Kurva Advans Advans Sentrifu Sentrifugal gal By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
30
Kegiatan Belajar 10 6)
Lati Latiha han n Daer Daerah ah Kerj Kerja a Adva Advans ns Sent Sentri rifu fuga gall Seca Secara ra Umum Umum (Motor 4 Silinder)
10. Advans Vakum a.
P en en d da ah hu u lu lu a an n
Pada Pada umumny umumnya a advans advans sentri sentrifug fugal al mulai mulai bekerj bekerja a pada pada
Pada beban rendah rendah atau menengah kecepatan kecepatan bakar rendah
putaran 900 – 1500 rpm
karena tolakan rendah, temperatur rendah, campuran kurus. Oleh
Advans maksimum tercapai pada putaran 4500 – 6000 rpm
kare karena na itu itu
Sudut pengatur advans maksimum 15o – 35o poros engkol
mendap mendapatk atkan an tekana tekanan n pembak pembakara aran n
wakt waktu u
pemb pembak akar aran an menj menjad adii
lebi lebih h
lama lama,,
agar agar
maksim maksimum um teta tetap p dekat dekat
Gambar daerah kerja advans sentrifugal pada diagram
sesudah TMA, saat pengapian harus dimajukan.
Catatan:
Untuk memajukan saat penga pengapian pian berdasarkan berdasarkan beban motor
Kurva advans sentrifugal sentrifugal harus sesuai dengan keperluan
digunakan advans vakum.
motor yang ditentukan berdasarkan percobaan di pabrik
b.
Bagi Bagian an-b -bag agia ian n
Pengajuan saat pengapian bisa jauh berbeda pada berbagai macam tipe motor Grafik di atas merupakan keterangan mengenai batas-batas kerja advans sentrifugal secara umum
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
31
1.
c.
Plat duduk dudukan an kontak kontak pemutus pemutus yang yang berger bergerak ak radial radial
2.
Bata Batang ng pena penari rik k
3.
Diafragma
4.
Pegas
5.
La Lang ngka kah h maks maksim imum um
6.
Samb Sambun unga gan n sela selang ng vak vakum um
Cara Cara Ker Kerja ja Adva Advans ns Vak Vakum um 1)
Advans Advans vakum vakum tidak tidak bekerj bekerja a (Pada saat idle dan beban penuh)
• •
Vakum rendah membran tidak tertarik Plat Plat
duduka dudukan n
kontak kontak pemutu pemutus s
masih masih tet tetap ap pada pada
kedudukan semula
•
(Pada beban rendah dan menengah)
Saat pengapian tetap
•
Vakum tinggi, membran tertarik
•
Plat dudukan kontak pemutus diputar maju berlawanan arah dengan putaran kam governor
• d.
Saat pengapian semakin dimajukan
Macam-macam Macam-macam Kondisi Kondisi Vakum Vakum pada pada Sambun Sambungan gan Advans Advans Vakum 1)
Idle Vakum yang benar terjadi di bawah katup gas Vakum belum mencapai mencapai daerah sambungan sambungan advans, maka advans vakum belum bekerja
2)
Adva Advans ns vaku vakum m bek beker erja ja By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
32
2)
Beban Beban rendah rendah dan meneng menengah ah Vakum yang besar mencapai daerah sambungan advans, maka advans vakum bekerja
e.
Bata Batas s
Tole Tolera rans nsii
Kurv Kurva a
Adva Advans ns
Vaku Vakum m
(Con (Conto toh h
Suzu Suzuki ki
Carry/Jimny) Advans Vakum:
•
Mulai bekerja pada vakum 15 – 20 Kpa
•
Bekerja maksimum pada vakum lebih dari 40 Kpa
Catatan: Pada pemeriksaan fungsi advans vakum suatu motor, hanya di dapatkan kurva yang membentuk suatu garis. Jika fungsi advans vakum baik, garis kurva tersebut tersebut berada di antara antara batas-batas batas-batas toleransi. Secara umum, advans maksimum mencapai 10o – 25o poros engkol.
3)
B eb eb a an n pe en nu h Vakum pada daerah sambungan advans kecil, maka advans vakum tidak bekerja
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
33
Advan Advans s vaku vakum m saat saat kat katup up g gas as ter terbu buka ka pen penuh uh Hasil saat pengapian g.
Lati Latiha han n
Kerj Kerja a
: misa misall 0o
: 33 pe sebelum TMA
Sist Sistem em-s -sis istem tem Adva Advans ns pada pada Maca Macamm-ma maca cam m
Keadaan Motor Kendaraan pada jalan tol
f.
Saat Saat Pengap Pengapian ian pada pada Maca Macam-ma m-macam cam Kead Keadaan aan Moto Motor r Saat pengapian adalah jumlah dari tiga komponen Saat pengapian yang distel pada waktu idle, ditambah pengajuan oleh advans sentrifugal dan advans vakum Contoh 1 Motor berputar 5000 rpm, katup gas terbuka penuh (jalan tol) Saat p pe engapian yang tte elah distel
: mi misal 8o
Kecepatan
: 160 km/h (maks)
A dv dv an an s s en ent ririf ug uga l p a ad da 50 00 00 rp rp m
: mi mis al al 25 25o
Putaran motor
: 6500 rpm
Katup gas
: terbuka penuh
Adva Advans ns vak vakum um saa saatt katu katup pg gas as ter terbu buka ka pen penuh uh
o
: misa misall 0
: 33o pe sebelum TMA
Hasil saat pengapian
Kendaraan pada jalan raya
Contoh 2 Motor berputar 3000 rpm, katup gas 1/3 terbuka (jalan raya) Saat pengapian
: misal 8o
Advans sentrifugal pada 3000 rpm
: misal 15o
Advans vakum saat katup gas terbuka penuh Hasil saat pengapian
: misal 20o
: 43o pe sebelum TMA
Contoh 3 Moto Motorr
be berp rput utar ar
5000 5000
rpm, rpm,
katu katup p
gas gas
tert tertut utup up
(Mot (Motor or
memperlambat kendaraan) Saat p pe engapian ya yang te telah di distel
: mi misal 8o 8o
Kecepatan
: 70 km/h
A dv dv an an s s en ent ririf ug uga l p a ad da 50 00 00 rp rp m
: mi mis al al 25 25 o
Putaran motor
: 3000 rpm By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
34
Katup gas
: terbuka sedikit
Kendaraan naik tanjakan
Kecepatan
: 10 km/h
Putaran motor
: 1000 rpm
Katup gas terbuka sedikit
Kecepatan
: 70 km/h
Putaran motor
: 3000 rpm
Katup gas
: terbuka penuh
Kendaraan turun tanjakan
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi berkem berkemban bang g
pesat. pesat. Pengua Penguasaa saan n
ilmu ilmu
dan
teknologi teknologi harus disertai denga dengan n pemahaman pemahaman dasar-d dasar-dasa asarr
keilmu keilmuwan wan
yang yang
menduk mendukung ung
Penget Pengetahu ahuan an Dasar Dasar Tehnik Tehnik Mesin Mesin (PDTM) (PDTM) seba sebaga gaii
sala salah h
satu satu
mata mata
dikl diklat at
dasa dasar r
Kecepatan
: 70 km/h
Putaran motor
: 3500 rpm
yang yang
Katup gas
: tertutup (motor mengerem)
siswa untuk memahami memahami dasar-dasar dasar-dasar ilmu dan
Lalulintas macet
kompetensi kompetensi kejuruan kejuruan yang mempunyai mempunyai peran peran sangat sangat pentin penting g
teknol teknologi ogi
teruta terutama ma
perm permes esin inan an..
Mate Materi ri
dalam dalam mengan mengantark tarkan an
dasar-d dasar-dasa asarr dikl diklat at
ini ini
teknol teknologi ogi memb membah ahas as
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
35
kompetensi kompetensi tentan tentang g “Pengenalan “Pengenalan Ilmu Statika Statika
anda boleh melanjutkan ke materi berikutnya tetapi jika anda belum
dan Tegangan”. Tegangan”. Materi kompetensi kompetensi ini dapat digunakan siswa mengembangkan pemahaman siswa SMK tentang ilmu dasar teknik mesin.
berhasil maka ulangi lagi sampai anda dinyatakan berhasil b . U nt nt uk uk Gu Gu ru ru Dalam kegiatan pelajaran meteri ini, guru mempunyai peran sebagai berikut :
11. PRASYARA PRASYARAT T
c.
Membantu Membantu siswa siswa dalam merencanaka merencanakan n proses proses belajar belajar
Materi Mate ri ini merupa merupakan kan materi materi awal awal atau atau materi materi dasar dasar pada pada mata mata diklat diklat
d. Mengo Mengorgani rganisasika sasikan n kegiata kegiatan n belajar kelompok kelompok jika jika diperlukan diperlukan
Pengetahuan Dasar Teknik Mesin (PDTM) sebagai salah satu mata diklat
e. Melaksa Melaksanak nakan an p peni enilai laian an
dasar kompetensi kejuruan. Dengan mempelajar mempelajarii materi ini diharapkan diharapkan
f.
siswa dapat mempelajari materi berikutnya dengan lebih mudah.
g. Menjel Menjelaska askan n kepada kepada siswa tentang tentang sikap, sikap, pengetah pengetahuan uan dan
Mencat Mencatat at penca pencapai paian an kemaj kemajuan uan sisw siswa a
ketera keterampi mpilan lan dari dari suatu suatu kompet kompetens ensii yang yang perlu perlu dibena dibenahi hi dan merundingkan rencana pemelajaran selanjutya
12. PETUNJUK PENGGUNAAN MATERI
a. Untu Untuk k Sisw Siswa a Peserta diklat harap memperhatikan petunjuk-petunjuk dibawah ini:
13. TUJUAN TUJUAN AKHIR AKHIR
h. Bacalah Bacalah dengan dengan seksama seksama materi-ma materi-materi teri yang yang ada
Setelah Setelah mempelajari mempelajari materi kompetensi kompetensi “Pengenalan “Pengenalan Ilmu Statika dan
i.
Tegangan” ini diharapkan siswa dapat:
Catatl Catatlah ah hal-ha hal-hall yang yang pentin penting g pada pada tiap tiap materi, materi, jika jika perlu perlu
buatlah ringkasan-ringkasan rumus-rumusnya j. j. k.
Paha Pahami mi mak maksu sud d isi isi mate materi ri Siapkan Siapkan kertas kosong kosong dan dan alat-alat alat-alat tulis tulis untuk mencatat mencatat ha hal-hal l-hal
yang penting dan ringkasan rumus l.
Kerjak Kerjakan an setiap setiap latihan latihan soal soal yang ada dan cobala cobalah h membuat membuat
model soal lain untuk materi yang sama
3.
Mengenal besaran vector, sistem satuan dan hukum Newton
4.
Menerapkan Menerapkan besaran besaran vector untuk mempersentasikan mempersentasikan gaya,
momen dan kopel
5.
Memb Membua uatt
diag diagra ram m
bend benda a
beba bebas s
dan dan
mene menera rapk pkan an
teor teorii
keseimbangan
6.
Mengenal teori tegangan
m. Ulan Ulangi gi lagi lagi mate materi ri yang yang anda anda rasa rasa belu belum m paha paham m deng dengan an mecoba latihan soalnya
14. KOMPETEN KOMPETENSI SI
n. Kerjak Kerjakan an soal-soa soal-soall latiha latihan n dan mintala mintalah h nilai nilai pada guru mata
Mata Pe Pelajaran
: Da Dasar Ko Kompetensi Ke Kejuruan T. T. M. M. Ot Otomotif
diklat untuk tiap soal latihan. Jika anda dinyatakan berhasil maka
Kelas/Semester
: X/1
Standar Kompetensi
:
Pengenalan
Ilmu
Statika
dan
Tegangan By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
36
Kode Kompetensi
: PDTM A
Alokasi Waktu
: 40 X @45 menit
14.
Mengenal
teori tegangan 14.a.2
KEGIATAN BE BELAJAR
Selama pemelajaran diharapkan peserta diklat melakukan kegiatan-kegiatan berikut ini: BAB II. PEMELAJARAN
1 4. 4.a .1 .1
R EN EN CA CAN A BE LA LA JA JAR SI SISW A
14.a.2.1.1.1. 14.a.2 .1.1.1.1 1
Membaca Membaca dan memahami memahami materi
14.a.2.1.1.1. 14.a.2 .1.1.1.2 2
Mendiskusik Mendi skusikan an materi bersama bersama peserta peserta diklat diklat lain lain
14.a.2.1.1.1. 14.a.2 .1.1.1.3 3
Membuat Membuat laporan laporan hasil diskusi diskusi sendiri sendiri dan kelompokn kelompoknya ya
Peserta diklat diharapkan mampu membuat rencana belajar yang mencakup 1 4. 4. a. a.3
hal-hal berikut: Jenis Kegiatan
11.
Mengenal
besa besara ran n
vekt vektor or,,
sistem satuan dan hukum Newton 12. Menetapkan
Tangg al
Wakt u
Tempa t belajar
Alasan Perubaha n
Tanda Tanga n
SI LA LA BU BU S K OM OMPE TE TEN SI SI
Kompetensi Dasar •
Mengenal
Materi Indikator Pembelaja ran • Besara • Pengenal
Skp •
Pgthn
Teliti
•
Mema
besaran
n
an
vector,
skalar,
mekanika
sistem
besara
Besara
pkan
n
satuan
n
skalar dan
besara
benar
•
ilmu
Kegiatan Pemelajaran
dalam
hami
menera
denga
dan
vector,
besaran
n
ilmu
untuk
hukum
sistem
vector
vector
mekani
mempersentasikan
Newton
satuan
•
Sistem
untuk
ka
satuan
mempr
•
Hukum
esenta
Newton
sikan
dan
gaya
mengu
be besa sara ran n
vekt vektor or
gaya, momen dan kopel 13. Melatih membuat membuat diagram diagram
dan hukum Newton
•
Ket. •
Menge nal
benda bebas dan
asai
menerapkan menerapkan teori
penegr
keseimbangan
tian By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
37
•
besara
besaran
dan
•
Sistem
menera
n
vector
kopel
gaya-
pkan
tian
skalar
untuk
dinyata
gaya
besara
konsep
dimensi
dan
memprese
kan
besara
ntasikan
dengan
vector
n
gaya,
besara
untuk
vector
momen
n vector
mempe
penget
Menge
dan kopel
secara
rsentas
ian
benar
ikan
mome
gaya
n dan
nal
n
dan mengu
•
•
an
•
Gaya momen
•
Konsep gaya
•
Teliti dalam
•
Mengu asai
Mengu
kopel
asai
penger
pengert
asai
tian
ian
penger
sistem
konsep
tian
satuan
gaya
penju
Mengu
mlaha
nal
asai
n gaya
dan
pengert
Menge
•
•
mengu
ian
asai
momen
penger
dan
tian
kopel •
Newto Menerapk
gaya •
asai
hukum
•
penger
n Mengu asai
•
Melatih
•
Diagra
membuat
m
diagram
benda
benda
bebas
bebas dan
dan
•
Isolasi sisten
•
•
•
Mengu
Menge tahui
•
Mene rapka
mekanika
denga
n
Diagram
n
diagr
benda
benar
am
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
38
menerapk an
keseim
bebas
maksu
bend
teori
bangan
Kondisi
d
a
keseimban
didemo
keseimba
isolasi
beba
gan
nstrasik
ngan
•
an •
Menge rti
sistem
s dan
denga
an
mekani
kondi
n
sesuai
ka
si
benar
dengan
kesei
penger
kaidah-
mban
tian
kaidah
gan
tegang
baku
untuk
an
meng
normal
hitun
•
Menge
g
tahui
gaya
denga
dala
n
m
benar
siste
tegang
m
an
meka
geser
nika •
Mengenal
•
Konsep • Konsep
teori
tegang
tegangan
an
•
dimeng erti dengan benar
•
•
•
Menge
tegangan
tahui
Tegangan
denga
normal
n
Tegangan
benar
geser
penger tian
•
14.a.4
URAIAN MATERI
Pengenalan Ilmu Statika dan Tegangan
1. Besaran dan Sistem Satuan a.
Pengertian Besaran dan Satuan
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan dengan angkaangka-ang angka. ka. Contoh Contoh panjan panjang, g, massa, massa, waktu, waktu, suhu, suhu, kecepatan, kecepatan, gaya dan energi. energi. Sedan Sedangkan gkan satuan adalah adalah ukuran ukuran
tegang By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
39
pembanding pembanding yang telah diperjanjikan diperjanjikan terlebih dahul dahulu. u. BesaranBesaran-
Dalam sistem British digunakan tiga besaran pokok, yaitu
besaran harus diukur dengan satuan-satuan yang sesuai.
panjang, gaya dan waktu. Satuan-satuannya berturut-turut: feet (kaki), pound (lb) dan second (detik). Sistem satuan ini
b.
juga sering disebut sistem fps (feet, pound, second).
Besaran Pokok dan Besaran Turunan Menurut SI
Besaran Besaran pokok adalah besaran-bes besaran-besaran aran yang satua satuannya nnya telah
Dari kedua sistem diatas, sistem metrik lebih banyak dipakai
ditetapkan diteta pkan (dibakukan) (dibakukan) terlebih terlebih dahul dahulu, u, untuk digun digunakan akan sebag sebagai ai
oleh oleh sebagi sebagian an besar besar negara negara.. Sistem Sistem ini lebig lebig mudah mudah
dasar (patokan) dalam menentukan menentukan satua satuan-satu n-satuan an pada besaran
penggunaannya karena konversi satuan-satuannya berupa
lainnya. lainnya. Besaran Besaran lainnya lainnya yang ditentukan dari besaran besaran pokok, pokok,
kelipatan sepuluh. Misalnya 1 meter = 10 2 centimeter = 103
selanjutnya disebut besaran turunan. Dengan Dengan demikian, demikian, satua satuann-
milimeter = 106 mikrometer dan seterusnya. Tabel 1. Nama-nama Besaran dan Satuannya
satuan satuan untuk untuk besara besaran n turuna turunan n dipero diperoleh leh atau atau dituru diturunka nkan n dari dari satuan-satuan besaran pokok. 1) MacamMacam-mac macam am Siste Sistem m Satuan Satuan (a)
Sistem
Metrik
(Metric
System) Sistem metrik dibagi menjadi dua kelompok, yaitu sistem metrik dinamis dan sistem metrik statis.
•
S is ist em em
Dinamis
pokok, yaitu: panjang, massa dan waktu. S is ist em em
Metrik Dinamis Besar Kecil (mks) (cgs)
Metrik Statis Besar
British
Kecil
g Massa Waktu
m
cm
m
cm
feet (ft)
kg s
gr s
smsb s
smsk s
Gaya
kg.m/s2
gr.cm/s2
kg
gr
slug s pound
Usaha
kg.m2/s2
gr.cm2/s2
Daya
kg.m2/s3
gr.cm2/s3
kg.m kg.m/
gr.cm gr.cm/
s
s
Met rriik
Dalam sistem metrik dinamis dinamis digun digunakan akan tiga besaran besaran
•
Siste m Satuan Panjan
(lb) ft.lb ft.lb/s
Keterangan: Met rriik
smsb smsb
: satua satuan n mass massa a stati statis s besa besar r
Statis
smsk smsk
: satua satuan n mass massa a stati statis s keci kecill
Dalam sistem metrik statis digunakan digunakan tiga besaran
slug slug
: satu satuan an mass massa a stat statis is brit britis ish h
pokok, yaitu: panjang, gaya dan waktu. (b) System)
Sistem
British
(British 2) Sistem Satuan Internasion Internasional al (SI) Penggu Penggunaa naan n
sistem sistem satuan satuan yang yang
beraga beragam m
kesukaran-k kesukaran-kesukar esukaran. an. Kesukaran-ke Kesukaran-kesukara sukaran n
menimb menimbulk ulkan an
tersebut tersebut dapat
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
40
mengga menggangg nggu u kelanc kelancara aran n kerja kerja sama sama antar antar bangsa bangsa dalam dalam penggu penggunaa naan n
dan pengem pengemban bangan gan ilmu ilmu
penget pengetahu ahuan an
dan
teknologi.
Disa Disamp mpin ing g
Kesukaran itu tidak akan ada jika digunakan satu sistem satuan
pelengkap, yaitu:
saja saja secara seraga seragam. m. Untuk itu pada tahun tahun 1960 konferensi konferensi
CGPM
(Confe (Conferen rence ce
Genera Generale le
des
dalam dalam
Poids Poids
et
meresmikan suatu sistem satuan Measures), Measures), para ilmuwan meresmikan
itu itu
dipi dipili lih h
SI. Sistem ini diadopsi dan dikembangkan dari sistem satuan
besa besara ran n
tamba tambaha han n
seba sebaga gaii
Tabel 3. Besaran Tambahan dalam Satuan Internasional Besaran Tambahan
Lambang
Satuan
untuk dipakai secara internasional. internasional. Sistem ini disebut Sistem Satuan Internasional (System International d’United) disingkat
juga juga
Radian
Sudut datar
(radial)
Sudut ruang
Steradian
Satuan
Dimensi
rad
α
sr
Ø
metrik dinamis besar atau sering disebut MKS (Meter-KilogramSekon). Sekon).
4) Besaran Turunan
3) Besara Besaran n Pokok Pokok dalam dalam SI SI
Besaran turunan adalah besaran-besaran yang diturunkan atau
Dalam sidangnya yang ke-14, tahun 1971, CGPM telah memilih
diperoleh dari hasil perkalian dan atau pembagian atas besaran-
7 besaran pokok dan menentapkan satuan-satuannya sebagai
besaran pokok. Beberapa contoh besaran turunan yang telah
berikut:
kita kenal antara lain:
Tabel 2. Tujuh Besaran Pokok dalam Sistem Internasional Besaran Pokok
Satuan
Lambang Satuan
Dimensi
Panjang
meter
m
L
Massa
kilogram
kg
M
Waktu
second
s
T
Arus listrik
ampere
A
I
Suhu
Kelvin
K
θ
Kandela
Cd
J
Intensitas cahaya Jumlah zat
Mole
Tabel 4. Besaran Turunan dalam Satuan International
Mol
N
Besaran Turunan
Lamban g besaran
Lambang Satuan
Satuan
Dimen si
Kg.m.s-2 Gaya
F
Newton
Jumlah panas
Q
Joule
Tekanan
P
Pascal
atau Kg.m/s2 N.m atau Kg.m2/s2 N.m-2 atau
N
J
Pa
N/m2 Usaha
W
Joule
N.m
J
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
41
Daya
P
Tegangan
Watt
V
listrik Muatan listrik Kapasitas listrik Tekanan listrik Fluks
Q
Medan
Coulomb
C
Farad
R
ohm
Ф
magnetik
Volt
weber
E
magnet
tesla
J.s-1 atau
10-3
W
J/s W.A-1
V
atau W/A A.s (ampere
C
second) C.V-1
mili
m
-6
10
micro
μ
10-9
nano
n
10-12
pico
p
-15
femto
f
-18
atto
a
10 10
F
atau C/V V.A-1
Contoh soal: Ω
atau V/A V.s (volt
Tuliskan Tuliskan denga dengan n menggunaka menggunakan n awalan awalan untuk menyatakan
Wb
second) Wb.m-2
bilangan berikut! a.
atau
b.
T
Sepuluh juta watt (10.000.000 W) 1/1.000.000 meter (10-6 m)
Penyelesaian:
Wb/m2
a. Sepuluh juta watt (10.000.000 W) dapat dinyatakan dengan Dala Dalam m
SI, SI,
dian dianju jurk rkan an
pula pula
peng penggu guna naan an
awal awalan an
untu untuk k
menyatakan suatu bilangan yang teramat besar atau teramat kecil dengan istilah-istilah seperti tercantum pada tabel dibawah
menuliskan 10 MW (dibaca; 10 mega watt). b. 1/1. 1/1.00 000. 0.00 000 0 mete meterr (10(10-6 6 m) dapa dapatt diny dinyata ataka kan n deng dengan an menuliskan 1 mm (dibaca; 1 mikrometer).
ini: Tabel 5. Awalan dalam Satuan International Faktor 103
Awalan
Simbol
Latihan Soal 1.1 Tulisk Tuliskan an angkaangka-ang angka ka dibawa dibawah h ini dengan dengan menggu menggunak nakan an awalan dalam SI!
kilo
k
10
mega
M
1. 5 400 m
109
giga
G
2. 420 000 m
1012
tera
T
3. 603 000 000 m
15
10
peta
P
4. 28 000 000 000 m
1018
exa
E
5. 0,000 702 kg
6
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
42
6. 0, 0,00 000 0 000 000 65 kg
•
7. 0, 0,00 004 48 800 00 kg
benar atau salahnya suatu persamaan, misalnya: v = v 0 + ½
8.
at2, dengan v = laju, a = percepatan dan t = waktu.
0,009 kg kg
Untuk Untuk
9. 0, 0,00 000 00 005 05 km
Tabel 7. Kegunaan Dimensi
10. 0,001 0,001 gr gram am c.
Persamaa n
Dimensi Besaran 1)
Dimensi Be Besaran Po Pokok
Seti Setiap ap
besa besara ran n
poko pokok k
memp mempun unya yaii
v = v0 + ½ dime dimens nsii
dan dan
satu satuan an
at2
Dimensi Ruas Kiri
Dimensi Ruas Kanan [L.T-1] + [L.T-2]
[L.T-1]
[T2]
sendiri, sendiri, tidak terikat terikat antara satu dengan yang lainnya. lainnya. Tabel 2 dan Tabel 3 menyajikan lambang dimensi dari 7 besaran pokok dan 2 besaran tambahan.
Dimensi semua besaran turunan tersusun dari dimensi-dimensi besaran pokok. Beberapa contoh dimensi besaran turunan: Tabel 6. Dimensi Besaran Turunan Satuan
Rumus Dimensinya
Volume
m3
[L3]
Kecepatan
m/ s
[L]/[T] atau [LT-1] 2
[M] [L]/[T ] atau
Gaya
kg.m/s2
Ener Energi gi
kg.m kg.m2/ 2/s2 s2
[M.L [M.L2.T-2]
T ek ek an an a an n
k g/ g/ m. m. s2 s2
[ M. M. L-1.T-2]
3)
Kegunaan Dimensi
Salah
•
Untuk Untuk
memeri memeriksa ksa
kesetaraan dua besaran yang kita ragukan kebenarannya, misaln misalnya ya persam persamaan aan usaha usaha (W = F.s) dan persam persamaan aan
Dimensi Be Besaran Tu Turunan
Besaran Turunan
Kesimp.
[L.T-1] + [L]
tersendiri. tersendiri. Dimensi dan satuan besaran poko sifatnya sifatnya berdiri berdiri
2)
memeri memeriksa ksa
[M.L.T-2]
energi energi potens potensial ial (Ep = m.g. m.g.h) h) denga dengan n F = gaya gaya,, s = perpindahan, m = massa, g = percepatan gravitasi bumi dan h = ketinggian. Tabel 8. Kegunaan Dimensi Persamaan Usaha [M.LT-2] [L]
Persamaan Energi P. [M] [L.T-2] [L]
[M.L2.T-2]
[M.L2.T-2]
Kesimpulan Benar
Latihan Soal 1.2 1.
Tuliskan dimensi besaran-besaran
dibawah ini: a.
Percepatan
b.
Massa jenis
c.
Usaha
d.
Daya By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
43
e.
Hambatan Listrik
2.
Periksalah apakah dua besaran
berikut setara?
1 inci = 0.025400 x 10000 milimeter 1 inci = 25.4000 milimeter (faktor konversi) 2)
a.
Usaha dan energi kinetik Usah Usaha a = gaya gaya x
•
Sehingga mudah untuk menggunakan karena tinggal melihat table saja. Dari tabel atau chart ini banyak terdapat dipabrik-
perpindahan
•
Energi kinetik = ½ x
pabrik, contohnya dapat dilihat tabel di bawah. Tabel 9. Konversi Metrik ke Inci
2
massa x (kecepatan)
½ adalah ketetapan (konstanta) yang tidak memiliki dimensi b.
d.
Tekanan dan massa jenis
•
Tekanan = gaya : luas
•
Massa jenis = massa : volume
K on on ve ve rs rs i Sa tu tu an an Br Br it it is is h k e S I
berarti mengubah mengubah suatu satuan ke satuan lain Konversi satuan berarti dengan cara mengali atau membaginya dengan faktor konversi. Ada tiga macam konversi yang sudah dilakukan, dilakukan, yaitu: a. konversi konversi secara matematika, b. konversi melalui tabel dan c. konversi dial mesin (conversion dial). 1)
Konv er ersi melalui Table (chart )
Konversi ini berupa table yang ada angka-angka konversinya.
Konversi secara Matematika
Konversi Konversi metrik ke inci secara matematika diperlukan diperlukan faktor konversi. Caranya adalah sebagai berikut: 1 yard = 3600/3973 meter = 0.91440 meter 1 yard = 36 inci, berarti: 1 inci = 1/36 x 0.91440 meter = 0.025400 meter. Kita tahu bahwa 1 meter = 1000 milimeter, maka;
Milimeter
Inci
Milimeter
Inci
Milimetr
Inci
0.01
0.00039
0.34
0.01339
0.67
0.02638
0.02
0.00079
0.35
0.01378
0.68
0.02677
0.03
0.00118
0.36
0.01417
0.69
0.02717
0.04
0.00157
0.37
0.01457
0.70
0.02756
0.05
0.00197
0.38
0.01496
0.71
0.02795
0.06
0.00236
0.39
0.01535
0.72
0.02835
0.07
0.00276
0.40
0.01575
0.73
0.02874
0.08
0.00315
0.41
0.01614
0.74
0.02913
0.09
0.00354
0.42
0.01654
0.75
0.02953
0.10
0.00394
0.43
0.01693
0.76
0.02992
0.11
0.00433
0.44
0.01732
0.77
0.03032
0.12
0.00472
0.45
0.01772
0.78
0.03071
0.13
0.00512
0.46
0.01811
0.79
0.03110
0.14
0.00551
0.47
0.01850
0.80
0.03150
0.15
0.00591
0.48
0.01890
0.81
0.03189
0.16
0.00630
0.49
0.01929
0.82
0.03228
0.17
0.00669
0.50
0.01969
0.83
0.03268
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
44
0.18
0.00709
0.51
0.02008
0.84
0.03307
11
0.44307
44
1.73228
77
3.03149
0.19
0.00748
0.52
0.02047
0.85
0.03346
12
0.47244
45
1.77165
78
3.07086
0.20
0.00787
0.53
0.02087
0.86
0.03386
13
0.51181
46
1.81102
79
3.11023
0.21
0.00827
0.54
0.02126
0.87
0.03425
14
0.55118
47
1.85039
80
3.14960
0.22
0.00866
0.55
0.02165
0.88
0.03465
15
0.59055
48
1.88976
81
3.18897
0.23
0.00906
0.56
0.02205
0.89
0.03504
16
0.62992
49
1.92913
82
3.22834
0.24
0.00945
0.57
0.02244
0.90
0.03543
17
0.66929
50
1.96850
83
3.26771
0.25
0.00984
0.58
0.02283
0.91
0.03583
18
0.70866
51
2.00787
84
3.30708
0.26
0.01024
0.59
0.02323
0.92
0.03622
19
0.74803
52
2.04724
85
3.34645
0.27
0.01063
0.60
0.02362
0.93
0.03661
20
0.78740
53
2.08661
86
3.38582
0.28
0.01102
0.61
0.02402
0.94
0.03701
21
0.82677
54
2.12598
87
3.42519
0.29
0.01142
0.62
0.02441
0.95
0.03740
22
0.86614
55
2.16535
88
3.46456
0.30
0.02282
0.63
0.02480
0.96
0.03780
23
0.90551
56
2.20472
89
3.50393
0.31
0.01220
0.64
0.02520
0.97
0.03819
24
0.94488
57
2.24409
90
3.54330
0.32
0.01260
0.65
0.02559
0.98
0.03858
25
0.98425
58
2.28346
91
3.58267
0.33
0.01299
0.66
0.02598
0.99
0.03898
26
1.02362
59
2.32283
92
3.62204
1
0.03937
34
1.33858
67
2.63779
27
1.06299
60
2.36220
93
3.66141
2
0.07874
35
1.37795
68
2.67716
28
1.10236
61
2.40157
94
3.70078
3
0.11811
36
1.41732
69
2.71653
29
1.14173
62
2.44094
95
3.74015
4
0.15748
37
1.45669
70
2.75590
30
1.18110
63
2.48031
96
3.77952
5
0.19685
38
1.49606
71
2.79527
31
1.22047
64
2.51968
97
3.81889
6
0.23622
39
1.53543
72
2.83464
32
1.25984
65
2.55905
98
3.85826
7
0.27559
40
1.57480
73
2.87401
33
1.29921
66
2.59482
99
3.89763
8
0.31496
41
1.61417
74
2.91338
9
0.35433
42
1.65354
75
2.95275
3)
2.99212
Konversi Konversi ini dilakukan dilakukan pada dial yang terdapat pada mesin-
10
0.39370
43
1.69291
76
K on on ve ver si si Di Di al al M es es in in ( Co Co ve ve rs rs io io n D ia ia l)l)
mesin produksi, misalnya mesin bubut, freis dan sebagainya. By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
45
Dengan Dengan demiki demikian an satu satu unit unit mesin mesin dapat dapat diguna digunakan kan untuk untuk
1 de ec c ilil itit er er ( dl dl )
10 ce n ntt ilil itit er er ( cl cl )
10 0 m ilil ilil itit er er ( ml ml)
membuat komponen-komponen baik yang ukurannya dalam inci
1 lit er er (l)
10 deciliter (dl)
1000 mililit er er
Selanjutnya untuk menggunakan satuan untuk unit-unit lain yang
1 dekaliter (dkl)
10 liter (l)
(ml) -
berdas berdasar ar atas atas satuan satuan dasar dasar meter meter dan kilogr kilogram am dapat dapat diliha dilihatt
1 he ec c to to lilit er er ( hl hl)
10 de ka ka lili te te r ( dk dk l)l)
10 0 l itit er er ( l)l)
maupun yang ukurannya dalam metrik.
konversi pada tabel berikut ini. Tabel 10. Konversi Meter dan Kilogram 1 cent centim imet eter er (cm) (cm)
UKURAN LINIER 10 mili milime mete terr (mm) (mm)
1 centimeter kubik -
UKURAN KUBIK 1000 milimeter kubik
-
(cm3) 1 decimeter kubik
(mm3) 1000 centimeter
-
(dm3) 1 meter kubik (m3)
kubik (cm3) 1000 decimeter kubik
-
1d de ecimeter (d (dm)
10 ce centimeter (c (cm)
100 mi mililiter
1 meter (m)
10 decimeter (dm)
(mm) 1000 mililiter
1 dekameter (dkm)
10 meter
(mm) -
1 he ec c to to me met e err ( hm hm )
1 0 de ka ka me me te te r ( dk dk m) m)
10 00 0 m et et er er ( m) m)
1 centigram (cg)
UKURAN MASSA 10 miligram (mg)
1 ki kilometer (k (km)
10 h he ectometer (h (hm)
1000 me meter (m (m)
1 de decigram (d (dg)
10 ce centigram (c (cg)
100 mi miligram
1 g ra ra m ( g) g)
10 de ci ci gr gr am am ( dg dg )
(mg) 10 0 00 0 m ilil ig ig ra ra m
1 centimeter kuadrat
UKURAN LUAS 100 milimeter kuadrat
1 dekagram (dkg)
10 gram (g)
(mg) -
1 hectogram (hg)
10 dekagram (dkg)
100 gram (g)
1 kilogram (k (kg)
10 he hectogram (hg)
1000 gram (g)
1 metr metrik ik ton ton (t) (t)
1000 1000 kilo kilogr gram am (kg) (kg)
-
2
(cm ) 1 meter kuadrat (m2)
(mm ) 10 00 00 0 c en en titi me me te te r
-
1 are (a)
kuadrat (cm2) 100 meter kuadrat
-
1 hectare (ha)
(m2) 100 are (a)
-
1 kilometer kuadrat
100 h he ectare (h (ha)
1000000 me meter 2
(km )
(dm )
kuadrat (m )
e.
Besaran Vektor dan Besaran Vektor 1)
Perb Perbed edaa aan n Bes Besar aran an Vekt Vektor or dan dan Ska Skala lar r
Besa Besara ran n 1 centiliter (cl)
UKURAN VOLUME 10 mililiter (ml)
-
-
2
2
2
skal skalar ar
adal adalah ah
besa besara rann-be besa sara ran n
yang yang
hany hanya a
mempunyai besar (nilai) saja disebut besaran skalar. Misalnya -
panjang, massa, waktu, laju, energi, daya, suhu, potensial listrik By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
46
dan sebag sebagainya. ainya. Sedangkan Sedangkan besaran besaran vector adalah besaranbesaranbesaran yang selain mempunyai besar (nilai) juga mempunyai
Gambar 1. 1 Pengambaran dan Penulisan Vektor
arah. arah. Misalnya kecepatan, percepatan, gaya, momentum, kuat
Vektor A Vektor A positif, besarnya A = 3 satuan (tulisan cetak)
arus, dan sebagainya.
Vektor B positif, besarnya B = 4 (tulisan tangan)
2) Pengga Penggambara mbaran n dan dan Penulis Penulisan an Vektor Vektor Sebuah vektor dapat digambarkan dengan sebuah anak panah. Arah anak panah menunjukkan menunjukkan arah vektor dan panja panjangnya ngnya menunjukkan besar vektor. Sedangkan penulisan notasi vektor notasi vektor
Vektor C Vektor C negative, besarnya C = 3 satuan Vektor V Vektor V membentuk sudut θ terhadap garis x, besarnya V = 3,5 satuan. 3) Penjumlaha Penjumlahan n dan dan Pengura Pengurangan ngan Vektor
dan besar vektor besar vektor yang lazim adalah:
Dua buah vector atau lebih dapat dipadukan menjdi satu vector
•
Untuk Untuk tulisa tulisan n cetak, cetak, notasi notasi vektor vektor dengan dengan huruf huruf teb tebal, al,
result resultan an dengan dengan cara cara menjum menjumlah lahkan kan atau atau mengur mengurang angkan kan
misalnya A atau a.
(mencari selisih) kedua vector itu.
•
•
Untuk tulisan tangan, notasi vektor ditulis dengan tanda
Menjum Menjumlah lahkan kan
dan
mengur mengurang angkan kan
vektor vektor
panah di atasnya, misalnya A atau a.
segaris
Besaran Besaran vektor dalam tulisan cetak dinyatakan dinyatakan dengan
Misalnya vector V1 = 2 satuan searah dan bertitik tangkap
huruf tipis miring misalnya A misalnya A atau a.
•
(a)
Besar vektor dalam tulisan tangan dinyatakan dengan huruf tanpa tanda panah, misalnya A atau a.
Contoh:
sama dengan vector V2 = 5 satuan. Maka resultan kedua vector tersebut adalah R = V 1+V2 atau R = 2+5 = 7 satuan. R = resultan (paduan) kedua vector tersebut. Lukisannya adalah sebagai berikut:
Gambar
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
47
Bila salah satu vector berharga negative, misalnya V1 = 6
Sistem metrik dibagi dalam dua bagian yaitu sistem MKS (Meter
satuan dan V2 = -2 satuan, maka resultannya adalah selisih
Kilogram Sekon) dan sistem CGS (Centimeter Gram Sekon).
kedua vector itu, yaitu R = V1+(-V2) atau R = 6+(-2) = 4 satuan.
Macam-macam Sistem Satuan Sistem satuan yang akan dibahas dan digunakan pada materi ini
Gambar
adalah sistem mengingat dalam bidang teknik masih sistem SI . Tetapi mengingat banyak dipergunakan sistem satuan lain, maka untuk menambah
Dalam Dalam
menjum menjumlah lah
atau atau
mengur mengurang angkan kan
vector vector-ve -vector ctor
wawasan wawasan siswa SMK, akan dibahas sekilas tentang beberapa
segaris, pengertian R = V1+V2 atau R = V1+(-V2) sama
macam sistem satuan.
de deng ngan an R = V1+V2 a t a u R = V1 + (-V (-V2), seolah-ola seolah-olah h
Sebelum sistem SI diresmikan sebagai sistem satuan international,
merupakan jumlah aljabar biasa.
telah berkembang dua macam sistem satuan yang dipergunakan terbatas terbatas pada beberapa negara, yaitu sistem metrik dan sistem British (Inggris).
1) Sepe Sepert rtii
Sistem Metrik (Metric System) tela telah h
dike dikemu muka kaka kan n
bahw bahwa a
sist sistem em
metri metrik k
tela telah h
dikembangkan oleh para ilmuawan Perancis sejak tahun 1970an. Sistem ini mendasarkan mendasarkan pada meter untuk penguku pengukuran ran panjang panja ng dan kilogram untuk pengu pengukuran kuran berat. Dari satuan meter dan kilogram ini kemudian diturunkan untuk satuan lain untuk mengukur luas, volume, kapasitas dan t ekanan. Pada mulanya satu meter ini panja panjangnya ngnya diperkirakan diperkirakan sama dengan dengan sepers sepersepu epuluh luh juta juta 2. Sist Sistem em Satu Satuan an Pengertian Satuan Satuan adalah ukuran pembanding yang telah diperjanjikan terlebih dahulu. Besaran-besaran harus diukur dengan satuan-satuan yang sesuai. sesuai. Ada dua macam sistem satuan yang sering sering digunakan digunakan
dari dari
kuadra kuadrant nt meridi meridian an bumi. bumi.
Berdasarkan Berdasarkan pengamatan pengamatan lebih lanjut ternyata ternyata persamaan persamaan tersebut kurang tepat. Lalu dibuatlah standar meter dari bahan platinum-ir platinum-iridium idium
yang kemudian kemudian dikenal dikenal dengan dengan sebutan
Prototip Prototip Meter Internasion Internasional al (Internatio (International nal Prototype Prototype Meter). Meter). Sejak tahun 1960, oleh General General Conference of Weights Weights and
dalam fisika dan ilmu teknik, yaitu sistem metrik dan sistem Inggris. By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
48
Measures Measures (CGPM), (CGPM), satu meter didefinisikan didefinisikan sebagai satuan
Dalam Dalam sistem sistem metrik metrik dinami dinamis, s, diguna digunakan kan tiga tiga besara besaran n
panjang yang panjangnya adalah sama dengan 1650763.73 kali
pokok, pokok, yaitu panjang, panjang, masa dan waktu. Satuan-satuan Satuan-satuan
panjan panjang g gelomb gelombang ang radias radiasii atom atom krypto krypton n 86 dalam dalam ruang ruang
untuk ketiga besaran tersebut dapat dilihat sebagai berikut:
hampa dan ini timbul karena karena adany adanya a perubahan perubahan tingkatan
Tabel 2.1 Tiga Besaran Pokok Sistem Metrik Dinamis
energi antara 2p10 dan 5d5.
Sistem Metrik
Sedangkan satu kilogram didefinisikan sebagai masa dari satu
Statis Statis besar Dinamis kecil
decime decimeter ter
kubik kubik
air
destil destilasi asi
pada pada
kekent kekentala alan n
(densi (density) ty)
o
Panjang
Massa
Waktu
Meter Centimeter
kKilogram Gram
Sekon Sekon
maksim maksimum um yaitu yaitu pada pada temper temperatu aturr 4 C. Dari Dari dasar dasar inilah inilah kemudi kemudian an
dibuat dibuatkan kan protot prototipe ipenya nya yaitu yaitu
Prototi Prototip p
Kilogr Kilogram am
(b)
Sistem metrik statis
Internasional (International Prototype Kilogram). Kedua prototip
Dalam satuan metrik statis digunakan tiga besaran pokok
di atas yaitu prototip prototip meter dan prototip kilogram semuanya semuanya di
panjan panjang, g, gaya gaya dan waktu waktu dengan dengan nama-n nama-nama ama satuan satuan
simpan di suatu tempat yang bernama Sevres, Perancis dan
seperti terlihat pada tabel berikut:
dipelihara oleh suatu badan yang bernama International Bureau of Weights and Measures. Ada pula satuan yang untuk unit lain yaitu yang disebut liter. Liter adalah unit untuk kapasitas yang didasarkan atas standar massa. Definisinya Definisinya adala adalah h satu liter kira-kira kira-kira sama deng dengan an volume yang yang dimiliki dimiliki oleh air putih
Tabel 2.2 Tiga Besaran Pokok Sistem Metrik Statis Sistem Metrik
yang massanya massanya satu (1)
kilogr kilogram. am. Volume Volume ini mendek mendekati ati satu satu (1) decime decimeter ter kubik, kubik,
Dinamis Dinamis besar (mks) Dinamis kecil (cgs)
Panjang
Massa
Waktu
Meter
Kilogram
Sekon
Centimeter
Gram
Sekon
persamaan persamaan yang sesungguhn sesungguhnya ya adalah adalah 1 liter = 1000. 1000.028 028 centimeter kubik. Jadi satu liter lebih besar sedikit dari pada
Selanjutnya untuk menggunakan satuan untuk unit-unit lain
satu centimeter kubik. Untuk maksud-maksud tertentu kelebihan
yang berdasar atas satuan dasar meter dan kilogram dapat
itu bisa diabaikan. diabaikan. (Menurut (Menurut perhitunga perhitungan n awal yang dilakukan dilakukan
dilihat konversi pada tabel berikut ini.
oleh International Bureau of Weights and Measures, didapatkan bahwa 1 liter = 1000.027 centimeter kubik.
Tabel 1. Konversi Meter dan Kilogram
Sistem metrik dibagi menjadi dua kelompok, yaitu sistem metrik dinamis dan sistem metrik statis (a)
1 centimeter (cm)
UKURAN LINIER 10 milimeter (mm)
-
Sistem metrik dinamis By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
49
1 decimeter (dm)
10 centimeter (cm)
100 mililiter
(dm3)
10 decimeter (dm)
(mm) 1000 mililiter
1 meter kubik (m3)
1 meter (m) 1 dekameter (dkm)
10 meter
(mm) -
1 hectometer (hm)
10 dekameter (dkm)
100 meter (m)
1 centigram (cg)
UKURAN MASSA 10 miligram (mg)
-
1 kilometer (km)
10 hectometer (hm)
1000 meter (m)
1 decigram (dg)
10 centigram (cg)
100 miligram
1 gram (g)
10 decigram (dg)
(mg) 1000 miligram
1 centimeter kuadrat
UKURAN LUAS 100 milimeter kuadrat
(cm2) 1 meter kuadrat (m2)
(mm2) 1000 10000 0 cent centim imet eter er kua kuadr drat at
1 dekagram (dkg)
10 gram (g)
(mg) -
1 hectogram (hg)
10 dekagram (dkg)
100 gram (g)
1 kilogram (kg)
10 hectogram (hg)
1000 gram (g)
1 metrik ton (t)
1000 kilogram (kg)
-
-
1 are (a)
(cm ) 100 meter kuadrat (m2)
-
1 hectare (ha)
100 are (a)
-
1 kilometer kuadrat
100 hectare (ha)
1000000 meter kuadrat (m2)
(km )
1 centiliter (cl)
UKURAN VOLUME 10 mililiter (ml)
1000 decimeter kubik
-
(dm2)
-
2
2
(cm3)
Sekarang Sekarang sistem ini banyak digun digunakan akan oleh hamper hamper semua negara industri, baik industri yang sudah maju maupun industri yang baru berkembang. berkembang. Akan tetapi, adany adanya a juga beberapa beberapa
-
negara negara yang yang indust industrin rinya ya sudah sudah maju maju namun namun masih masih teta tetap p
1 de ec c ilil itit e err ( dl dl )
1 0 c en en titi lilit er er ( cl cl )
10 00 0 m ilil ilili te te r ( ml ml )
menggunaka menggunakan n sistem pengukuran pengukuran yang bukan sistem sistem metrik, metrik,
1 liter (l)
10 deciliter (dl)
1000 mililiter
misalnya misalnya Amerika Amerika dan Kanada Kanada.. Negara-neg Negara-negara ara ini, sebag sebagian ian
1 dekaliter (dkl)
10 liter (l)
(ml) -
(Engli (English sh system system). ). Kita Kita tah tahu u bahwa bahwa Amerik Amerika a dan Kanada Kanada
1 he ec c to to lilit e err (h l)l)
10 de ek ka lili te te r ( dk dk l)l)
10 00 0 li te te r ( l)l)
meru merupa paka kan n
besar industrinya masih menggunakan sistem pengukuran inci
nega negara ra
indu industr strii
maju maju
yang yang
prod produk uk-p -pro rodu duk k
industrinya industrinya sudah dikenal dikenal dan digunakan orang sejak lama. Timbul pertanyaan, pertanyaan, mengapa mengapa negara-neg negara-negara ara tersebut tersebut di atas
1 centimeter kubik
UKURAN KUBIK 1000 milimeter kubik
-
(cm3) 1 decimeter kubik
(mm3) 1000 centimeter kubik
-
masih mempertahankan sistem inci? Alasan yang bisa diterima ten tentun tunya ya masala masalah h biaya. biaya. Untuk Untuk mengub mengubah ah suatu suatu sistem sistem pengukuran pengu kuran yang sudah mantap menjadi suatu sistem yang By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
50
belum pernah digunakan sama sekali sekali tentu membutuhkan membutuhkan
sama dengan 2240 pound, sedangkan sedangkan di Amerika Amerika satu ton
biaya, biaya, dan tentun tentunya ya masih ada pertimbanga pertimbangan-per n-pertimban timbangan gan
adalah adalah sama dengan dengan 2000 pound; pound; satu satu yard yard Amerik Amerika a =
lain. Meskipun demikian, lambat laun negara-negara negara-negara yang
3600/3937 meter, sedangkan satu yard menurut British Imperial
masih menggunakan sistem inci tentu akan mempertimbangkan
= 36000 3600000/393 00/3937014 7014 meter; dan contoh yang lain lagi satu
untuk menggunakan sistem metrik dalam perindustriannya.
poun pound d
Sebetulnya, kalau dikaji lebih jauh, sistem metrik ini mempunyai
sedangakan satu pound menurut British Imperial sama dengan
banyak keuntungan dibandingkan dibandingkan sistem inci, keunt keuntunganungan-
0.45359234 0.453 59234 kilogram itulah beberapa beberapa conto contoh h dari perbedaan
keuntungan tersebut antara lain, yaitu:
besarnya satuan yang dipakai oleh National Bureau of Standart
1.
Konversinya
perhit perhitung ungann annya ya juga juga
lebih
mudah,
lebih lebih mudah mudah dan cepat cepat karena karena
Amer Amerik ika a
sama sama
deng dengan an
0.45 0.4535 3592 9242 4277 77
kilo kilogr gram am
dan British Standard. Standa Standarr
utama utama
(prima (primary ry
standa standard) rd)
untuk untuk
panjan panjang g
yang yang
berdasarkan berdasarkan kelipatan sepuluh, sepuluh, dan terminologi terminologinya nya lebih lebih
digunakan oleh industri-industri di Amerika adalah United States
mudah dipelajari.
Prototype Prototype Meter 27, Prototip ini merupakan merupakan standar garis (line
2. industr industrii
sebagi sebagian an
Dunia p pe erdagangan d da ari ne negara-negara
standard) yang terbuat dari 90% platinum dan 10% iridium, dan
besar besar
mempun mempunyai yai penamp penampang ang yang yang berben berbentuk tuk X. Batang Batang ukur ukur
menggu menggunak nakan an
sistem sistem metrik metrik
sehingga hal ini memungkinkan terjadinya hubungan kerja
panjang (length bar) ini disimpan di National Bureau of Standard
sama antara industri satu denga dengan n lainnya lainnya karena sistem sistem
di Washington. Dasar untuk menentukan standar panjangnya
pengukuran pengu kuran yang digun digunakan akan sama. (ingat (ingat prinsip prinsip dasar
bermac bermacam-m am-maca acam. m.
industri industri untuk menghasilkan menghasilkan komponen komponen yang mempunyai
menetapkan bahwa panjang gelombang radiasi hijau dari isotop
sifat mampu tukar).
mercury 198 sebagai dasar yfundamental untuk ukuran panjang
c.
Nation National al
Bureau Bureau
of
Standa Standard rd
telah telah
yang berbeda denga dengan n internation international al Prototype Prototype Meter. Kalau
Sistem Inci (English System)
Sistem inci, secara garis besar berlandaskan pada satuan inci,
dibandingkan dengan standar meter maka didapat bahwa 1 inci
pound dan detik sebag sebagai ai dasar satuan panjang, panjang, massa dan
= 0.0254 meter. Dalam pemakaiannya di industri-industri ada
waktu. waktu.
dua macam skala pecahan, misalnya, 0.0001 inci (decimal) dan
Kemudia Kemudian n
berkem berkemban bang g
pula pula
satuan satuan-sa -satua tuan n
lain lain
misalnya, yard, mil, ounce, gallon, feet, barrel dan sebagainya.
1/128 (pecahan atau fractional). Untuk pengukuran-pengukuran
Pada umumnya sistem inci yang digunakan di Inggris (British
presisi presisi banya banyak k digun digunakan akan skala decimal, decimal, misalnya 0.1, 0.01,
Standard) dan di Amerika (National Bureau of Standard) adalah
0.0001 0.0001 sampai sampai 0.0000 0.000001 01 inci. inci. Untuk Untuk skala skala pecaha pecahan n yang yang
tidak jauh berbeda. Hanya pada hal-hal tertentu ada sedikit sedikit
banyak digunakan adalah: 1/128, 1/64, 1/32, 1/20, 1/16, 1/8, ¼,
perbedaan, misalnya, satu ton menurut Bristish Standard adalah By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
51
dan ½ inci. Untuk satuan-satuan yang lain: 1 foot = 12 inci, 1
metrik dan sistem inci. Meskipun sistem metrik digunakan oleh
yard = 36 inci = 3 feet, 1 mil = 5280 feet.
sebagi sebagian an besar besar negara negara industr industri, i, namun namun ada baikny baiknya a pula pula
Sedangkan Sedang kan standar utama (primary standard) untuk massa
mempelajari sistem inci. Hal ini disebabkan masih ada industri-
yang yang berlak berlaku u di Amerik Amerika a adalah adalah United United States States Protot Prototype ype
indu indust stri ri
Kilogram 20, terbuat dari platinum iridium dan dipelihara oleh
menggunaka menggunakan n sistem inci dan semua hasil-hasil hasil-hasil produksiny produksinya a
National Bureau of Standard. Dalam praktek sehari-hari satuan
tersebar diberbagai negara. Sebagian besar obyek yang diukur
masa yang digunakan adalah pound yang disesuaikan dengan
dalam industri permesinan adalah menyangkut panjang dengan
Prototy Prototype pe Kilogr Kilogram am 20. Sejak Sejak tah tahun un 1893 1893 satu satu pound pound ini
berbagai bentuk. Oleh karena itu, konversi dari satuan metrik ke
besa besarr
misa misaln lnya ya
di Ameri Amerika ka
dan dan
Kana Kanada da
yang yang
ditetapkan sama dengan 0.4535924277 kilogram. Dalam satuan
inci atau inci ke metrik perlu juga dipelajari.
inci inci ini dikena dikenall juga juga adanya adanya istila istilah h ton ini pada pada dasarn dasarnya ya
d.
mempunyai dua pengertian yaitu:
Karena sejak semula sistem metrik dan sistem inci maka tidak
i.
Sebagai unit dari berat,
misalnya:
Konversi Antara Metrik dan Inci
ada hubungan hubungan yang jelas jelas antara antara kedua kedua sistem sistem itu dalam dalam pengukuran pengu kuran panjang. Untuk itu perlu perlu dilakukan dilakukan konversi dari
3.
Short atau net ton = 2000 pound,
metrik metrik ke inci inci atau atau dari dari inci inci ke metrik. metrik. Ada tiga (3) macam macam
4.
Long, g grross at atau sh shipper to ton = 22 2240
konversi yang sudah dilakukan yaitu:
pound, 5.
1) Metric to ton = 10 1000 ki kilogram = 22 2204.6
pound.
Konversi secara Matematika
Konversi metrik ke inci secara matematika diperlukan faktor konversi. Caranya adalah sebagai berikut:
(c) Sebag Sebagai ai unit dari kapsitas kapsitas atau volume, volume, misalnya: misalnya:
1 yard = 3600/3973 meter = 0.91440 meter
6.
register ton = 100 feet kubik,
1 yard = 36 inci, berarti:
7.
measurement ton = 40 feet kubik,
1 inci = 1/36 x 0.91440 meter = 0.025400 meter.
8.
English water ton = 224 British Imperial
Kita tahu bahwa 1 meter = 1000 milimeter, maka;
gallon
1 inci = 0.025400 x 10000 milimeter
Yang banyak digunakan di Amerika Amerika dan Kanada adalah short
1 inci = 25.4000 milimeter (faktor konversi)
ton, Britania raya (Inggris (Inggris sekarang) sekarang) menggunakan menggunakan long ton,
2)
dan untuk sistem metrik digunakan metric ton. Dengan Dengan demikian, demikian, dalam dunia perdaganga perdagangan n dan industri industri
Konversi melalui Table (chart)
Konv Konver ersi si
ini ini
beru berupa pa
tabl table e
yang yang
ada ada
angk angkaa-an angk gka a
konversinya. Sehingga mudah untuk menggunakan karena
sekarang sekarang ini terdapat dua sistem pengukuran pengukuran yaitu sistem By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
52
tinggall melihat table saja. Dari tabel atau chart ini banyak tingga
0.22
0.00866
0.55
0.02165
0.88
0.03465
terdapat terdapat dipabrik-p dipabrik-pabrik abrik,, conto contohnya hnya dapat dilihat tabel di
0.23
0.00906
0.56
0.02205
0.89
0.03504
bawah.
0.24
0.00945
0.57
0.02244
0.90
0.03543
0.25
0.00984
0.58
0.02283
0.91
0.03583
0.26
0.01024
0.59
0.02323
0.92
0.03622
0.27
0.01063
0.60
0.02362
0.93
0.03661
0.28
0.01102
0.61
0.02402
0.94
0.03701
0.29
0.01142
0.62
0.02441
0.95
0.03740
0.30
0.02282
0.63
0.02480
0.96
0.03780
0.31
0.01220
0.64
0.02520
0.97
0.03819
0.32
0.01260
0.65
0.02559
0.98
0.03858
0.33
0.01299
0.66
0.02598
0.99
0.03898
1
0.03937
34
1.33858
67
2.63779
2
0.07874
35
1.37795
68
2.67716
3
0.11811
36
1.41732
69
2.71653
4
0.15748
37
1.45669
70
2.75590
5
0.19685
38
1.49606
71
2.79527
6
0.23622
39
1.53543
72
2.83464
7
0.27559
40
1.57480
73
2.87401
8
0.31496
41
1.61417
74
2.91338
9
0.35433
42
1.65354
75
2.95275
10
0.39370
43
1.69291
76
2.99212
11
0.44307
44
1.73228
77
3.03149
12
0.47244
45
1.77165
78
3.07086
13
0.51181
46
1.81102
79
3.11023
14
0.55118
47
1.85039
80
3.14960
Tabel 2. Konversi Metrik ke Inci Milimeter
Inci
Milimeter
Inci
Milimetr
Inci
0.01
0.00039
0.34
0.01339
0.67
0.02638
0.02
0.00079
0.35
0.01378
0.68
0.02677
0.03
0.00118
0.36
0.01417
0.69
0.02717
0.04
0.00157
0.37
0.01457
0.70
0.02756
0.05
0.00197
0.38
0.01496
0.71
0.02795
0.06
0.00236
0.39
0.01535
0.72
0.02835
0.07
0.00276
0.40
0.01575
0.73
0.02874
0.08
0.00315
0.41
0.01614
0.74
0.02913
0.09
0.00354
0.42
0.01654
0.75
0.02953
0.10
0.00394
0.43
0.01693
0.76
0.02992
0.11
0.00433
0.44
0.01732
0.77
0.03032
0.12
0.00472
0.45
0.01772
0.78
0.03071
0.13
0.00512
0.46
0.01811
0.79
0.03110
0.14
0.00551
0.47
0.01850
0.80
0.03150
0.15
0.00591
0.48
0.01890
0.81
0.03189
0.16
0.00630
0.49
0.01929
0.82
0.03228
0.17
0.00669
0.50
0.01969
0.83
0.03268
0.18
0.00709
0.51
0.02008
0.84
0.03307
0.19
0.00748
0.52
0.02047
0.85
0.03346
0.20
0.00787
0.53
0.02087
0.86
0.03386
0.21
0.00827
0.54
0.02126
0.87
0.03425
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
53
15
0.59055
48
1.88976
81
3.18897
ukuran ukurannya nya dalam dalam inci inci maupun maupun yang yang ukuran ukurannya nya dalam dalam
16
0.62992
49
1.92913
82
3.22834
metrik.
17
0.66929
50
1.96850
83
3.26771
Yang paling banya banyak k dijumpai dijumpai dalam pengu pengukuran kuran adalah
18
0.70866
51
2.00787
84
3.30708
pengukuran panjang (linear). Bahkan sudut pun bisa diukur
19
0.74803
52
2.04724
85
3.34645
deng dengan an
melakukan pengukuran tersebut diperlukan standar. Dalam
20
0.78740
53
2.08661
86
3.38582
21
0.82677
54
2.12598
87
3.42519
22
0.86614
55
2.16535
88
3.46456
23
0.90551
56
2.20472
89
3.50393
24
0.94488
57
2.24409
90
3.54330
25
0.98425
58
2.28346
91
3.58267
26
1.02362
59
2.32283
92
3.62204
27
1.06299
60
2.36220
93
3.66141
28
1.10236
61
2.40157
94
3.70078
29
1.14173
62
2.44094
95
3.74015
30
1.18110
63
2.48031
96
3.77952
31
1.22047
64
2.51968
97
3.81889
32
1.25984
65
2.55905
98
3.85826
33
1.29921
66
2.59482
99
3.89763
3)
a. stan standa darr
misa misaln lnya ya
mesi mesin n
bubu bubut, t,
frei freis s
lini linier er..
Untu Untuk k
dapa dapatt
gari garis, s, b. stan standa darr ujun ujung, g, dan dan c. stan standa dar r
gelombang.
Sistem Satuan Internasional Dalam suatu penemuan internasio internasional nal yang dinamakan dinamakan Conference Conference Generaledes Poids et Measures (CGPM) di Perancis pada tahun 1960, telah ditetapkan ditetapkan suatu sistem satuan yang dikenal sebagai Sistem Internasional. Dalam SI terdapat tujuh buah besaran pokok berdimensi dan dua buah besaran tambahan tidak berdimensi.
Tabel 2. Tujuh Besaran Pokok dalam Sistem Internasional
Konv Konver ersi si Dial Dial Mesi Mesin n (Cove (Covers rsio ion n Dial) Dial)
prod produks uksi, i,
peng penguk ukur uran an
pengukuran dikenal ada ting macam standar yaitu:
Konversi ini dilakukan pada dial yang terdapat pada mesinmesi mesin n
komb kombin inas asii
dan dan
sebaga sebagainy inya. a. Dengan Dengan demiki demikian an satu satu unit unit mesin mesin dapat dapat digunakan untuk membuat komponen-komponen baik yang
Lambang
Besaran Pokok
Satuan
Panjang
meter
satuan m
Dimensi
Massa
kilogram
kg
M
Waktu
detik
s
T
Arus listrik
(second)
A
I
Temperatur
ampere
K
θ
L
Thermodinamika
Kelvin
cd
J
Intensitas cahaya
candela
mol
N
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
54
Atau massa kilogram standar disamakan dengan massa 1 liter air murni pada suhu 4°C. Jumlah zat
Penetapan Satuan Waktu
mol (mole)
Satuan waktu dalam S1 adalah detik atau sekon. Mula-mula, 1 detik atau 1 sekoan didefinisikan : Karena 1 Hari matahari rata-rata dari tahun ke tahun tidak sama, maka standar ini tidak berlaku lagi kemudian, pada tahun 1956 sekon standar
Tabel 3. Besaran Tam,bahan dalam Satuan Internasional Besaran Tambahan
Satuan
Lambang satuan
Sudut datar
radian
rad
Sudut ruang
Steradian
sr
Penetapan Satuan Panjang Mula-mula satu meter didefiniskan sebagai jarak antara dua goresan yang terdapat pada kedua ujung sebatang platina-iridium, pada suhu
ditetapkan secara internasional.
1 sekon
1 =
31.556.925
,9747
tahun 1900
Akhirnya Akhirnya pada tahun 1967, ditetapkan ditetapkan kembali bahwa : satu sekon ialaha ialaha waktu waktu yang yang diperl diperluka ukan n oleh oleh atom atom cesium cesium untuk untuk berget bergetar ar sebanyak 9.192.631,770 kali.
0oC yang disimpan disimpan di Sevres dekat Paris. Batang itu disebut disebut meter standa standar. r. Meskip Meskipun un telah telah disimp disimpan an pada pada tempat tempat yang yang aman aman dari dari pengaruh penga ruh fisik dan kimia, namun meter standar ini lama kelamaan mengalami mengalami perubahan panjang, mesikpun sangat kecil. kecil. Maka pada tahun 1960, satu meter standar didefinisikan sebagai jarak yang sama
Penetapan Satuan Arus Listrik Arus listrik tahun 1954 titik acuan suhu diambil sebagai berikut : titik lebur es beharga 0 °C, dan titik didih (1 coulomb = 6,25.10 18 elekteron) yang melewati suatu penampung dalam waktu 1 sekon.
dengan 1650763.73 kali panjang gelombang cahaya merah jingga yang dihasilkan oleh gas krypton.
Penetapan satuan suhu Sebelum tahun 1954, titik acuan suhu diambil sebagai berikut : titik lebur
Penetapan Satuan Massa
es berharga 0°C, dan titik didih air berharga 100 °C pada tekanan 76
Kilogram Kilogram standar adala adalah h sebua sebuah h massa standar, yaitu massa sebuah
cmHg.
platinum-ir platinum-iridium idium yang aslinya aslinya disimpan disimpan di Sevres dekat Paris. Kota
Kemudian pada tahun 1954, dalam kongres perhimpunan internasional
Sevres adalah “Kantor International tentang Besaran Ukuran”.
fisika bahwa suhu titik lebur es pada 76 cmHg menjadi T = 273,15 °K dan titik didih air pada 76 cmHg menjadi T = 373,15 °K. By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
55
19. Percepatan
Penetapan Satuan Intensitas Cahaya
: Kilogram meter/sekon2
20. Gaya
Untuk sumber cahaya standar mula-mula dipakai cahaya buatan yang ditentukan menurut perjanjian internasional disebut lilin.
: Meter/sekon2
Dalam sistem internasional, besaran turunan itu mempergunakan sistem satuan MKS (meter-kilogram-sekon)
Satuan cendela didefiniskkan sebagai sebagai “Benda hitam seluas satu mete meterr
pers perseg egii
yang yang bers bersuh uhu u
titi titik k
lebu leburr
plat platin ina a
(177 (1773 3 °C) akan akan
memancarkan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya
Tabel 4.
Beberapa Beberapa Besaran Besaran Turunan Turunan dalam S1 yang
mempunyai Nama Satuan Tertentu.
sebesar 6 x 105 kendala. Besaran Turunan
Penetapan Satuan Jumlah Zat Jumlah Jumlah zat dalam satua satuan n internasion internasional al diukur diukur denga dengan n mol. Dimana terdiri atas 6,025 x 1023 disebut dengan bilangan Avogadro.
2. Besa Besara ran n Turu Turuna nan n
Satuan
Lambang Satuan N
Gaya
Newton
Energi
Joule
J
Daya
Watt
W
Tekanan
Pascal
Pa
Frekuensi
Hertz
Hz
Muatan listrik
Couloumb
C
Beda potensial
Volt
V
Besaran Besaran turunan turunan adala adalah h besaran-be besaran-besaran saran yang diturunkan diturunkan dari satu
Hambatan listrik
Ohm
Ω
atau lebih besar pokok. Seperti besara volum berasal dari satu besaran
Kapasitas kapasitor
Farad
F
pokok yaitu meter kubik, besaran kecepatan berasal dari dua besaran
Induktif
Henry
H
pokok yaitu panjang dan waktu, karena satuan dari kecepatan adalah
Fluks cahaya
Lumen
In
Kuat penerangan
Lux
Lx
Induksi magnet
Tesla
T
meter/sekon. Contoh Contoh besaran-bes besaran-besaran aran turunan yang berasal dari besaran pokok adalah : 15. Kecepatan
: Me Meter/sekon
Massa a Jen Jenis is 16. Mass
: Kil Kilog ogra ram/ m/m m3
17. Luas
: M2
18. Volume
: M3
Faktor pengali Dalam sistem internasioanl, faktor pengali dari sebuah besaran pokok dengan denga n besaran besaran pokok lainnya adalah sama. Contoh Contoh untuk besaran panjang dan besaran massa.
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
56
Besaran panjang kilometer
Besaran massa kilogram
hectometer
hectogram
decameter
dekagram
meter
gram
decimeter
decigram
centimeter
centigram
milimeter
miligram
liter), dan suhu (suhu tubuhmu 36,5°C). Lambang suatu besaan skalar dicetak dengan huruf miring ( m = massa, suhu). Besaran-bes Besaran-besaran aran skalar memenuhi memenuhi hukum V = volum, T = suhu). berhitung : tambah, kurang, kali dan bagi. Misalnya, 20 kg beras dari karung pertam dan 10 kg beras dari karung kedua menghailkan 30 kg beras campuran. Besaran Besaran vektor adalah besaran yang selain selain memiliki memiliki besaran besaran juga memiliki memiliki arah. Misalnya, perpindaha perpindahan n (pesawat (pesawat terbang terbang telah terbang
Tabel 5. Faktor Pengali dalam S1 Factor
batu bata massanya 1 kg), volum (sebuah boto; air mineral volumnya 1
300 km ke arah selatan), kecepatan (sebuah mobil sedang bergerak
Nama awalan Atto
Syimbol a
Femto
f
sedang memberikan gaya ke atas 200 N untuk mengangkat sebuah
10
Piko
p
paket barang).
10-9
Nano
n
Lambang suatu besaran vektor dicetak dengan huruf tegak cetak tebal
10
Mikro
µ
(s = perpindahan, v =
10-3
Mili
m
tangan dinyatakan dengan anak panah diatas lambang besaran s, v, f.
103
Kilo
K
Ketika menjumlahkan menjumlahkan besaran-besa besaran-besaran ran vektor, vektor, arah vektor harus
106
Mega
M
diperhatika diperhatikan. n. Oleh karena itu, hukum-hukum hukum-hukum berhitung tidak berlaku berlaku
10
Giga
G
pada besaran-besaran vektor.
1012
Tera
T
Besran Besran vektor vektor digamb digambark arkan an dengan dengan sebuah sebuah anak anak panah, panah, dimana dimana
10-18 -15
10
-12
-6
9
dengan denga n kecepatan kecepatan 60 km/jam ke utara), utara), dan gaya (seorang (seorang pekerja
kecepatan, f = gaya) dan jika dituli dengan
panjang panja ng anak panah menunjukan menunjukan besar vektor (5 cm menyatakan menyatakan 5,0 3. Vektor
N), dan araj acuan tertentu, misalnya 30° terhadap arah horizontal.
Secara umum besaran-besaran dalam ilmu fisika atau lmu teknik dapat dibai dalam dua bagia bagian. n. Yaitu secara abesaran skalar dan besaran besaran
5 cm
vektor. Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki besaran dan cukup
F = 5,0 N
30°
dinyatakan dengan anka dan sebuah satuan. Misalnya, massa (sebuah
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
57
4.
Gambar 1 Sebuah gaya 5,0 N berarah 30 ° terhadap horizontal
Hukum Newton
Seorang ilmuwan Inggris yang bernama Isaac Newton (1642-1727) mengemukaka mengemukakan n tiga hukum mengenai mengenai hubungan antara gaya dan
Penjumlahan Penjumlahan Vektor a)Secara Grafik (Metode Polygon)
gerak yang disebut Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III
Untuk menjumlahkan vektor A dengan vektor B, lukislah B dengan
Newton.
ekornya berada di kepala A. Jumlah A+B adlaah vektor R yang
(b)
menghubungkan ekoor A dengan kepala B.
Pada dasarnya setiap benda bersifat bersifat lembam, lembam, artinya artinya setiap setiap benda mempunyai sifat untuk mempertahankan keadaannya.
R
+
=
B A
A
R
=
Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda tersebut : 1) Jika dalam dalam keadaan keadaan diam diam akan akan tetap diam diam atau atau
B
=
+
R
R
2) Jika sedang sedang bererak bererak lurus beraturan beraturan akan akan tetap bergerak bergerak lurus lurus
=
beraturan Pernyataanny Pernyataannya a diatas dikenal dengan Hukum I Newton Newton atau
Gambar 2 Penjumlahan Vektor
Hukum Kelembaman. Sifat kelembaman itu dapat dirasakan pada
b) Metode Metode Jajar Jajaran an Genjan Genjang g Resultan
dua
vektor
yang
berpotongan adalah diago diagonal nal jajar R berpotongan
B
Hukum I Newton
genj genjan ang g
deng dengan an
kedu kedua a
vekt vektor or
tersebut sebagai sisi jajaran genjang.
A
saat naik kendaraan. Misalnya, pada kendaraan mobil atau kereta api, bila kendaraan yang ditumpangi dengan tiba-tiba direm, maka badan atau tubuh kita akan terdorong ke depan atau tubuh kita akan terdorong ke belakang bila dengan tiba-tiba kendaraan yang kita tumpangi bergerak maju dari keadaan diam. 1 ) S et et ia ia p
Gambar 4 Metode Jajaran Genjang
be n nd da
da alla m
k ea ead a aa an
d ia ia m
m em em pu pu n ny y ai ai
kecenderungan untuk tetap diam. 2) Sedang Sedangkan kan jika benda sedang sedang berger bergerak, ak, maka mempunyai mempunyai
c) Seli Selisi sih h Vekt Vektor or
kecenderungan untuk bergerak terus.
A A =
D=A+B
B
(c)
Hukum II Newton
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
58
Apabila Apabila resultan resultan gaya-gaya gaya-gaya yang bekerja bekerja pada sebuah bend benda a
Sifat pokok pertama pertama Hukum Newton menyebutkan menyebutkan apabi apabila la
tidak tidak sama sama dengan dengan 0, maka maka benda benda terseb tersebut ut akan akan berger bergerak ak
sebuah sebua h benda dibiarkan dibiarkan pada dirinya sendiri, maka dalam
dengan suatu percepatan.
keadaan keada an bergerak atau diam kedud kedudukan ukan benda itu tak akan
Menurut Hukum II Newton :
berubah(azas kelembaman/enersia).
Percepatannya yang timbul pada suatu benda karena diengaruhi
Jika sebuah benda beralih dari keadaan diam ke keadaan
oleh gaya F besarnya F besarnya akan berbanding lurus dan searah dengan
bergerak bergerak atau sebaliknya, sebaliknya, atau jika ada perubahan perubahan dalam
gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda.
kedudukan diam atau kedudukan bergerak itu, maka ada suatu
Dalam bentuk persamaan, Hukum II Newton dituliskan :
sebab yang menjadikan perubahan itu, penyebab ini dinamakan
a
F =
m
gaya. gaya. Selain itu, gaya juga menyebabkan perubahan arah atau
atau F = m.a
kecepatan suatu gerak.
a
Dimana :
Agar Agar dapat dapat menyat menyataka akan n gaya gaya itu pada pada gambar gambar,, harusl haruslah ah
F = gaya yang yang bekerja bekerja
F
m
pada benda (Newton)
tangkap, besar dan arah gaya.
m = massa benda (kg)
Gambar 14
b.
= percepatan pada benda(m/s 2)
a (d)
diketahui diketahui terlebih dahulu ketentuan dari gaya, seperti titik
Jenis Gaya
Pada ilmu gerak dalam mekanika teknik terjadinya terjadinya gaya itu
Hukum III Newton
karena beberapa hal antara lain, seperti:
Apabila suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka
i.
Gaya otot
benda yang kedua ini juga akan mengerjakan gaya pada benda
Gaya otot adala adalah h gaya yang diban dibangkitka gkitkan n oleh manusia
pert pertam ama a
atau binatang, contohnya:
yang yang sama sama
besa besarn rnya ya,,
etap etapii
deng dengan an
arah arah yang yang
berlawanan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum III Newton. Hukum III Newton ini disebut sebagai gaya aksi reaksi.
(c)
KEGIATAN BELAJAR 2
Gaya, Momen, Kopel, Keseimbangan dan Tegangan 1)
Pengertian dan Jenis Gaya a.
Menggerakkan penggerak tangan (handel)
•
Menggerakkan mesin jahit
•
Menggerakkan kaki pada permainan sepak bola Gaya berat
Gaya berat adalah agaya yang terjadi karena tarikan bumi.
Gaya a.
ii.
•
Pengetian Gaya
Sebuah Sebuah benda benda yang yang jatuh jatuh bebas bebas selalu selalu mendap mendapatka atkan n kecepatan yang semakin besar. Gaya yang menyebabkan perubahan gerak ini dinamakan gaya berat. By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
59
iii.
Gaya Gaya
pusing pusingan an
atau atau b.
Gaya sentrifugal
Menyusun dan Menguraikan Gaya
Gaya yang keluar dari titik pusat suatu benda yang diikat pada seutas tali lalu diputa diputar, r, tidak saja tali akan tertarik tertarik
Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan benda yang lain menjadi
tegang, tegan g, akan tetapi bila semakin cepat perputarannya, perputarannya,
bergerak bergerak atau sesuatu yang menyebabkan menyebabkan benda yang sedang
mengakibatkan tali akan putus dan benda tadi terlempar.
bergerak mengalami perubahan gerak.
Kenyataan ada gaya pada benda itu, arah keluar, segaris
Dinamika adalah bagian dari ilmu fisika yang mempelajari hubungan
dengan tali. Gaya ini disebut gaya sentrifugal, sedangkan
antara gaya dan gerak. Gaya ada bermacam-macam, seperti : gaya
gaya yang terdapat pada tali yang menahan atau menarik
berat, berat, gaya gaya normal normal,, gaya gaya teg tegang angan an tali, tali, gaya gaya geseka gesekan, n, gaya gaya
benda tersebut disebut gaya sentripetal .
sentrifugal, dan sebagainya.
iv.
Gaya pegas
Gaya pegas adalah gaya yang diberikan diberikan oleh pegas yang dalam dalam keadaa keadaan n tertek tertekan an atau atau tertar tertarik ik (pegas (pegas beruba berubah h
Berat Berat benda benda juga juga merupa merupakan kan gaya. gaya. Berat Berat mempun mempunyai yai satuan satuan Newton. Newton. Sedang Sedangkan kan massa benda mempunyai mempunyai satua satuan n kilogram. kilogram. Jadi, berat dengan massa adalah berbeda. Tetapi, dalamkehidupan
bentuk). c.
7. Gaya Berat
Menentukan Suatu Gaya
Gaya ditentukan oleh: (a) Arah gaya, yang digambark digambarkan an sebagai garis garis dengan tanda tanda
sehari-hari massa benda sering disebut dengan berat benda. Hubungan Hubungan antara massa benda, berat, dan percepatan percepatan grafitasi grafitasi adalah :
panah. w=m.g
(b) Besar gaya, yang digambarkan sebagai panjang garis yang disebut vektor . (c) Titik tangkap tangkap dari gaya, dimana dimana vektor mulai mulai bekerja. bekerja. Pada gambar 3.1, dilukiskan suatu benda yang terletak pada bidang datar. Dimana pada titik A bekerja suatu gaya K = 25 kg mendatar ke kanan, skala gaya 1 cm = 5 kg, (artinya 1 cm satuan panjang dianggap sama dengan 5 kg satuan gaya).
Gambar
dimana: w
= gaya gaya ber berat at (Ne (Newt wton on))
m
= massa benda (kilogram)
g
= percep percepata atan n grafit grafitasi asi (m/s (m/s2)
Berat benda adalah massa benda yang dipengaruhi oleh medan grafitasi pada tempat tersebut. Massa benda dimana-mana adalah sama, sedangkan berat benda tergantung dari besarnya pengaruh medan grafitasi pada benda tersebut. By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
60
8. Penggunaan Hukum Newton
gesekan, maka akan berlaku
d.
persamaan-persamaan :
Menentukan gaya tegangan
tali i.
m2.g
Benda akan keadaan Bila m1 < m2, maka sistem akan bergerak ke arah m2 dengan
setimbang (diam). Dalam keadaan ini akan berlaku :
percepatan a.
T T – m . g = 0 atau Dimana :
T
f.
T=m.g
Tidak Tidak ada geseka gesekan n antara antara benda benda denga denga bidang bidang miring miring,, bila
m.g = Berat benda
m.g
Benda Bergerak pada Bidang
Miring
= Tegangan tali
bidangnya licin sempurna. Gambar 21 Benda diam
ii. ii.
N Mg sinθ
Bend Benda a berg berger erak ak ke ke at atas as den denga gan n perc percep epat atan an = a. Dal Dalam am keadaan ini akan berlaku : Mg cosθ
T T–m.g=m.a T a
mg
θ
Gambar 25. Gerak benda pada bidang miring
atau
= m.g + m.a Besarnya gaya normal :
m.g
N = m.g cos θ Gambar 22 Benda bergerak ke atas dengan percepatan a
Penyebab gerak benda adalah gaya yang sejajar dengan bidang
e.
miring, yaitu gaya mg sin mg sin θ .
Gerak
Benda
yang
Dihubungkan dengan Katrol
N = m.g sin θ
Dua buah benda m1 dan m2
Dari Hukum II Newton didapatkan,
dihubungkan dengan tali dan a=
dihubungkan ke katrol. Apabila massa tali diabaikan dan tali dengan katrol tidak ada gaya
T
T
m. g sin θ
F =
m
m
a = g sin θ
a T T
a
dimana :
m2.g By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
61
a = Percepatan benda (m/s2)
µ = Koefisien gesekan (tidak bersatuan) 2
g = Percepatan gravitasi bumi (m/s )
N = Gaya Normal (Newton)
θ = Sudut kemiringan bidang
Arah gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah gaya
Gaya Gesekan
Bila :
penyebabnya. - F < f g : benda diam
Sebuah Sebua h bend benda a diletakkan diletakkan pada suatu permukaan permukaan yang kasar,
- F = f g : benda tepat akan bergerak
kemudian benda tersebut ditarik dengan sebuah gaya, maka akan
- F > f g : benda bergerak N
terjadi gaya perlawanan, yang disebut gaya gesekan. Jadi, gaya gesekan dapat menghambat gerakan sebuah benda.
f g
F
1. Penger Pengertian tian Gaya Gaya Gesek Gesekan an W
Bila sebuah balok massanya m dilepaskan dengan kecepatan awal vo pada sebuah bidang horizontal, maka balok itu akhirnya
Gambar 34 Gaya gesekan f g berlawanan dengan arah F
akan berhenti. Ini berarti, di dalam gerakannya balok mengalami perlambatan perlambatan,, atau ada gaya yang menahan balok. Gaya ini
2. Gaya Gesekan Gesekan dapat dapat Merugika Merugikan, n, Dapat pula pula Bermanfaat Bermanfaat
disebut gaya gesekan yang arahnya berlawanan dengan arah
Sebuah Sebua h lemari lemari ingin dipindahkan dipindahkan dari satu tempat tempat ke tempat
gerak balok.
yang yang lain lain di dalam dalam sebuah sebuah rumah. rumah. Bila Bila lemari lemarinya nya berat, berat,
Besarn Besarnya ya gaya gaya geseka gesekan n yang yang dialam dialamii olehs olehs ebuah ebuah benda benda
dibutuhkan gaya dorong yang sangat besar untuk memindahkan
tergantung pada :
lemari tersebut. Ini menunnjukkan bahwa gaya gesekan dalam
2. 3.
Kekasa Kekasaran ran
permuk permukaan aan
yang yang
berges bergeseka ekan n
(koefi (koefisie sien n
hal ini sangat sangat merugi merugikan kan.. Kompon Komponenen-kom kompon ponen en di dalam dalam
gesekan = µ )
sebuah mesin selalu direndam dengan minyak pelumas adalah
B es esa rn rn ya ya g ga a ya ya n no o rm rm al al
untuk mengurangi mengurangi timbulnya timbulnya gaya gesekan antar komponen
Namun, gaya gesekan tidak tergantung dari luas bidang
pada saat mesin sedang dijalankan. Gesekan akan mengurangi
yang bergesekan. bergesekan. Sehingga, perumusan gaya gesekan
kecepa kecepatan tan putara putaran n
dapat dituliskan :
menimbulkan energi dalam bentuk panas. Gesekan ini di dalam
f g g = µ .N dimana : f g g = Gaya gesekan (Newton)
mesin, mesin, demiki demikian an juga juga
geseka gesekan n
akan akan
mesin semuanya merugikan. Sedangkan Sedan gkan seseorang tidak akan dpaat berja;lan berja;lan kaki diata diatas s lantaii yang licin, demikian juga kendaraan tidak akan dapa lanta dapatt
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
62
dihentikan dihen tikan atau diren oada jalan yang licin. Jadi, dalam hal seperti ini gesekan adalah bermanfaat. Dengan Dengan demiki demikian, an, sepert sepertii telah telah disebu disebutka tkan n diatas diatas bahwa bahwa gese geseka kan n itu itu ada ada yang yang berm berman anfa faat at dan dan ada ada juga juga yang yang
Momen Momen positi positiff
: Momen Momen yang
Momen negati negatiff
: Momen yang mengakib mengakibatkan atkan putaran putaran yang
merugikan. merugikan. Bila gesekan gesekan itu merugikan, merugikan, maka diusahakan diusahakan supaya kerugiannya kerugiannya sekecil sekecil mungkin, mungkin, yaitu seperti mengisi mengisi
memben membentuk tuk putraan putraan
searah searah
dengan putaran jarum jam.
mesin-mesin mesin-mesin denga dengan n pelumas, pelumas, untuk mengurangi mengurangi terjadinya terjadinya
berlawanan dengan arah jarum jam.
gesekan. 3. Koefis Koefisien ien Gaya Gaya Gesek Gesekan an
Ada beberapa konsepsi momen
Bila mendorong sebuah benda yang sedan sedang g dalam keadaan
a.
Menc Mencar arii gaya gaya peng pengga gant ntii (res (resul ulta tan) n) dar darii beb beber erap apa a bua buah h
diam, dibutuhkan gaya dorong yang lebih besar dibandingkan
gaya pada bidang datar atau tumpuan dengan jalan perhitungan
dengan denga n benda tersebut tersebut ketika bergerak, bergerak, untuk keadaan yang
momen terhadap suatu titik. x
sama. a 4)
P1
P3 b
c
P4 d
Momen
Momen Momen terhada terhadap p sebuah sebuah benda benda adalah adalah bila bila sebuah sebuah gaya gaya yang yang bekerja pada benda tersebut, tetapi garis kerja gyanya tidak melalui
P2 Gambar 43. Mencari resultan
pusat benda. Dengan demikian ebuah momen akan selalu membuat putaran, putaran, yang disebabkan disebabkan adanya jarak tegak lurus antara gaya dengan denga n titik pusat benda. Momen terhadap terhadap suatu titik adalah besar gaya yang bekerja di kali denga dengan n jarak tegak lurus antara gaya terhadap titik. Rumus :
M = P x a , dimana : P = Gaya (kg) A = Jarak (m) M = Momen (kg/m)
a
P
P
a By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
63
∑ MA = ∑ MR
menari menarik k maka maka pasang pasangan an gaya-p gaya-pasa asanga ngan n gaya gaya itu disebu disebutt gaya gaya
+ P1. a – P2 (a+b) + P3 (a+b+c) + P4 (a+b+c+d) = Rx
pasangan atau gaya kopel.
b.
6)
M en en ca ca riri g ay ay a re re a ak k si si t itit ik ik t um um pu pu p ad ada g ay ay aa- ga gay a ya ya n ng g
Diagram Benda Bebas dan Kesetimbangan
bekerja pada batang yang ditummpu pada dua titik tumpu antara
Dalam ilmu mekanika teknik menjelaskan gejala-gejala keseimbangan
rol dan engsel.
dan gerak-gher gerak-gherak ak benda yang berhubunga berhubungan n denga dengan n konstruksi konstruksi
P1 A
P3
bangunan. Dalam ilmu mekanika untuk menghitung gaya dengan cara
B
membuat diagram. Dalam membuat diagram benda bebas lurus diperhatikan skala gaya
P2 a
b
RA
dan kala panjang. Skala gaya yaitu perbandingan [panjang garis gaya dengan dengan besarnya besarnya gaya, misalnya misalnya 1 cm # 100 kg, artiny artinya a setiap setiap
c RB
Gambar 44. Mencari Gaya Reaksi
panjang garis gaya 1 cm menunjukkan besarnya gaya 100 kg. Suatu benda dikatakan dikatakan mempunyai mempunyai keseimbangan keseimbangan (sesuai (sesuai denga dengan n hukum Newton), yaitu :
Untuk mencari Ra
∑ MB = 0
jumlah momen pada suatu titik sama dengan dengan nol ∑ M = 0 artinya jumlah
Ra (a+b+c) - P1 (b+c) + P2.c = 0
∑ FV = 0 yaitu jumlah gaya-gaya vertikal smaa dengan nol
Untuk mencari Rb ∑ MA = 0
∑ Fh = 0 yaitu jumlah gaya-gaya horizontal sama dengan nol
-RB (a+b+c) – P3 (a+b+c) – P2 (a+b) + P1.a = 0
∑ P = RA + RB
7)
Tegangan
Apabila sebuah batang dibebani suatu gaya maka akan terjadi gaya 5)
Kopel
reaksi yang besarnya sama dengan arah yang berlawanan. berlawanan. Gaya
Momen Kopel merupakan hasil perkalian gaya dengan jaraknya tegak
tersebut akan diterima sama rata oleh setiap molekul pada bidang
lurus.
penampang batang tersebut. Jadi, misalnya besarnya gaya tersebut
Untuk menjelaskan menjelaskan tentang gaya kopel, kopel, dapat kita gambarkan gambarkan pada
adalah sebesar F dan luas penampang adalah A, maka setiap satuan
penggunaan pengg unaan alat pengulir (tap atau sney). Bila kedua gaya gaya tan tangan gan kanan kanan dan tangan kiri untuk untuk memutar memutarkan kan alat alat itu sama sama
luas penampang akan menerima beban sebesar
F A
.
besarnya, besarnya, arahnya arahnya berlawanan berlawanan,, satu mendorong mendorong dan satunya satunya lagi
By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
64
Rantai dan sabuk memiliki fungsi yang sama, yaitu pemindah daya atau (a)
KEGIATAN BELAJAR 3
meneruskan putaran.
Pengenalan Komponen Mesin
8)
Sambungan
Pada umumnya mesin-mesin itu terdiri dari beberapa bagian yang sambungmenyambung menyambung menjadi sebuah mesin utuh. Cara menyambung bagianbagian tadi ada yang disambung mati, ada pula yang dapat dilepas dan ada pula yang harus dapat bergerak/berputar.
9)
Poros dan Bantalan (a)
Poros
Poros adalah sebata sebatang ng logam yang berpenampan berpenampang g lingkaran lingkaran yang berfungsi berfungsi memindahka memindahkan n putaran putaran atau mendukung sesuatu beban dengan atau tanpa meneruskan daya. Poros ditahan oleh dua atau lebih bantalan banta lan poros atau pemegang pemegang poros. Bagian-bagi Bagian-bagian an berputar berputar yang didukung poros, seperti roda daya (fly mheel), roda gigi, roda ban, roda gesek, dan lain-lain. (b)
Bantalan
Bantalan berguna untuk menuju poros dan memberi kemungkinan poros dapat berputar bersamanya atau berputar padanya.
10)
Penerus Daya Fleksibel (a)
Sabuk
Sabuk penggerak berfungsi memindahka memindahkan n gaya atau memindahka memindahkan n putaran putaran dari puli satu ke puli yang lain. Sabuk penggerak penggerak banyak digunakan untuk : industru, otomotif, pertanian, dan lain-lain. (b)
Rantai By Tarmizi, S.Pd. S.Pd.
65
