BAB ITUJUAN

I.1 Tujuan Praktikum1. Untuk menyelidiki hubungan antara beban, jarak, lebar, tinggi, dan defleksi balok. Yang ditempatkan tumpuan dikedua ujungnya dan dipengaruhi oleh beban terpusat.2. Untuk memastikan koefisien elastisitas untuk allumunium.3. Untuk mengukur strain permukaan dalam balok.4. Untuk menverivikasi eksperimental beberapa asumsi dasar dan hubungan dalam teori balok elastis sederhana.I.2 Penjelasan Tujuan PraktikumJadi setelah praktikum ini para praktikan diharapkan mengerti dan memahami karakteristik sebuah balok yang ditumpu dikedua ujungnya dan diberi beban, karakteristiknya seperti terjadinya defleksi pada balok, koefisien elastisitas pada balok yang sesuai dengan bahannya yaitu allumunium dan juga tegangan-tegangan yang terjadi pada balok.

BAB IITEORI DASAR

II.1 Teori Dasar ( pada modul )Sumbu sebuah balok akan terdefleksi dari kedudukannya semula bila berada dibawah pengaruh gaya terpakai, harga-harga defleksi balok yang akurat diselidiki dalam berbagai kasus. Unsur dari mesin haruslah cukup tegar untuk mencegah ketidaksebarisa dan mempertahankan ketelitian dimensional terhadap pengauh beban. Dalam balok-balok lantai ataupun gedung-gedung tidak dapat melentur secara berlebihan yang tidak diinginkan para pengguna ataupun erancang, begitu pula dengan keterangan karakteristik deformasi dari bagian struktur adalah penting dalam mempelajari getaran mesin, bangunan stansioner dan penerbangan.

Gambar II.1 Batang-Batang yang Diberi Gaya

Gambar II.2 Perubahan Akibat Gaya-Gaya

Untuk mengetahui defleksi maksimum yang terjadi akibat pembebanan adalah : Defleksi Tegangan Lentur Hukum Hooke

II.2 Kurva Tegangan ReganganDari pembahasan ini jelaslah bahwa untuk manfaat yang lebih umum adalah tepat sekali menyatakan deformasi suatu batang tarik atau desak dalam bentuk-bentuk regangan. Begitu pula,tegangan merupakan para meter yang lebih berarti daripada gaya dalam mempelajari bahan,karena efek gaya terpakai P pada suatu bahan terutama tergantung pada luas penampang. Diagram-diagram demikian menentukan hubungan antara tegangan dan regangan, dan untuk berbagai macam kegunaan dianggap tidak tergantung dari ukuran spesimen dan panjang ukurannya.Untuk diagram-diagram tegangan regangan ini,biasa pula digunakan skala koordinat untuk tegangan dan skala absis untuk regangan. Tegangan biasa dihitung berdasarkan luas asli dari contoh, meskipun sebagai mana disebutkan sebelumnya penyusutan dan pemuaian dari bahan selalu terjadi setiap saat. Bila tegangan dihitung dengan membagi gaya terpakai dengan luas bersangkutan yang sesungguhnya dari contoh pada saat yang sama, maka kita memperoleh apa yang disebut tegangan sejati (true stress). Plot tegangan sejati terhadap regangan disebut diagram tegangan regangan sejati. Diagram-diagram itu jarang digunakan dalam praktek.

Gambar II.4 Diagram tegangan-regangan untuk bahan rapuhGambar II.3 Diagram Tegangan-Regangan untuk Baja LunakUntuk baja lunak

Dapat dilihat dalam gambar 2.3, untuk baja tuang, bahan liat yang banyak digunakan dalam kontruksi. Jenis yang lainnya diperlihatkan dalam Gambar 2.4. Bermacam-macam bahan seperti baja perkakas, beton, tembaga, dan seterusnya mempunyai kurva jenis ini, meskipun harga ekstrim dari regangan dimana-mana bahan-bahan ini dapat bertahan, berbeda-beda secara tajam. Kecuraman dari kurva-kurva ini sangat berbeda-beda. Berbicara secara numerik, masing-masing bahan mempunyai kurva sendiri-sendiri. Titik batas akhir dari diagram tegangan-regangan menyatakan kegagalan penuh (pecah) dari specimen. Bahan-bahan yang sanggup menahan regangan yang besar termasuk sebagai bahan-bahan yang liat. Kebalikannya adalah bahan-bahan rapuh.

Sumber : E. P. Popov, Mekanika Teknik, edisi kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1996, halaman 39.

II.3 Hukum Hooke Satu keistimewaan dari diagram-diagram tegangan-regangan adalah mereka dapat dipergunakan dengan cukup teliti pada hamper semua bahan. Kenyataannya untuk jarak tertentu dari titik asal, harga-harga eksperimental dari tegangan vs regangan pada dasarnya terletak pada satu garis yang lurus. Hal ini benar seperti A pada gambar 2.3 .Ia hamper benar pula sampai mendekati titik kegagalannya untuk banyak baja paduan derajat tinggi. Di pihak lain, bagian yang lurus dari kurva sukar didapat pada beton, tembaga lunak , atau besi cor. Namun untuk segala macam kegunaan, sampai mencapai teoeri titik A (juga paga gambar 2.4), hubungan tegangan regangan boleh dikatakan berbentuk linier untuk semua bahan. Hal ini menuju pada idealisasi dan penyamarataan (generalisasi) yang berlaku untuk semua bahan, yang dikenal sebagai hukum Hooke. Dalam bentuk lambang, hukum ini dinyatakan oleh persamaan. atau .. (2.2)Yang secara mudah berarti bahwa tegangan berbanding lurus dengan regangan, dimana tetapan pembanding adalah E. Tetapan E ini disebut modulus elastisitas (elastic modulus), modulus elastisitas atau modulus young. Berhubung adalah tidak berdimensi, maka dari persamaan (2-2) diatas E mempunyai satuan tegangan. Dalam satuan SI, E diukur dalam Newton per meter kuadrat (pascal).Secara grafis E ditafsirkan kemiringan (slope) dari garis lurus yang ditarik dari titik asal kearah sekitar titik A pada diagram tegangan-regangan. Tegangan yang didapat pada titik A tersebut dinamakan batas proporsional (proportional limit) dari bahan tersebut. Secara fisis modulus elastis menyatakan kekakuan terhadap beban yang diberikan kepada bahan. Nilai modulus elastis merupakan suatu sifat yang pasti dari suatu bahan. Dalam eksperimen nilai selalu merupakan bilangan yang sangat kecil, karena E haruslah mempunyai harga yang besar. Hargaharga pendekatan dari E ini untuk beberapa bahan disajikan pada table 1 dilampiran dalam buku E.P. Popov edisi kedua. Untuk kebanyakan baja, E berharga antara 200 dan 210x N/.Pembahasan di atas menerangkan bahwa hukum Hooke hanya berlaku sampai kepada batas proporsional dari bahan. Hal ini sangat penting artinya karena pada kebanyakan tugas yang berikut rumus turunan yang di pergunakan berasal dari hukum ini. Akan menjadi jelas kemudian, bahwa rumus-rumus demikian akan terbatas berlaku untuk sifat bahan pada daerah tegangan yang lebih rendah.Beberapa bahan, khususnya kristal-kristal tunggal, memiliki modulus elastis yang berbeda menurut arah yang berbeda tergantung kepada bidang kristalografik yang dipunyai. Bahan-bahan demikian yang mempunyai sifat fisik yang berbeda untuk arah yang berbeda, disebut bukan isotropik. Peninjauan mengenai bahan-bahan demikian tidak dibicarakan dalam buku ini. Sangat banyak bahan-bahan teknik yang terdiri dari kristal-kristal yang berarah serampangan. Disebabkan oleh simpang siurnya arah kristal ini, maka sifat-sifat menjadi benar-benar serupa untuk semua arah. Bahan seperti ini disebut isotropik. Dalam seluruh buku ini bahan-bahan kita anggap memiliki keserbasamaan sempurna dan isotropis. Sumber : E. P. Popov, Mekanika Teknik, edisi kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1996, halaman 40.

II.4 Jenis-Jenis Tumpuan1.Tumpuan Sendi/Tumpuan EngselTumpuan sendi menerima gaya tumpuan yang sembarang dan menentukan titik tumpuan pada sistim statis. Reaksi atau gaya tumpuan yang sembarang pada umumnya dibagi pada reaksi yang horizontal (Rx) dan reaksi yang vertikal (Ry). Pada perhitungan kita harus menentukan dua nilai yang belum diketahui.

Gambar II.5 Tumpuan Engsel

2.Tumpuan RolTumpuan rol hanya menerima gaya tumpuan yang vertikal (Ry) saja. Tumpuan rol tidak menahan gaya horizontal atau momen. Pada perhitungan kita harus menentukan satu nilai yang belum diketahui.

Gambar II.6 Tumpuan Rol

3.Tumpuan JepitTumpuan jepit menerima gaya tumpuan yang sembarang dan momen. Reaksi pada tumpuan dibagi pada umumnya dalam reaksi yang horizontal (Rx) dan yang vertikal (Ry) dan suatu momen (M). Pada perhitungan kita harus menentukan tiga nilai yang belum diketahui. Tumpuan jepit bisa dikonstruksikan misalnya sebagai balok yang ditananam dalam tembok atau sebagai tumpuan pada balok terusan (jepitan elastis).

Gambar II.7 Tumpuan Jepit

Sumber : Ir.Heinz Frick, Mekanika Teknik 1 Statistika dan Kegunaannya.

II.5 Definisi-Definisi ReganganRegangan merupakan besarnya perbandingan antara selisih perbedaan dimensi awal dan akhir terhadap panjang yang sebenarnya.

TeganganUmumnya, gaya dalam yang bekerja pada luas yang kecil tak berhingga sebuah potongan, akan terdiri dari bermacam-macam besaran dan arah, pada umumnya intensitas gaya yang bekerja pada luas yang kecil tak berhingga suatu potongan berubah-ubah dari satu titik ke titik lain, umumnya intensitas ini berarah miring pada bidang potongan.

Tegangan NormalPada umumnya tegangan normal adalah gaya yang bekerja pada bidang yang arahnya tegak lurus terhadap luas penampangnya. Dalam kebanyakan keadaan praktis, bila arah bidang khayal memotong sebuah bagian struktur yang dipilih dengan bijaksana. Maka tegangan yang bekerja pada potongan tersebut akan sangat penting dan mudah menentukannya.

Tegangan TarikTegangan tarik adalah gaya yang bekerja pada sebuah bidang akibat adanya beban tarik yang arah gaya nya berlawanan.

Tegangan TekanTegangan tekan adalah gaya yang bekerja pada sebuah bidang akibat adanya beban tekan yang arah gayanya menuju ke benda kerja.

Tegangan Geser Tegangan geser adalah gaya yang bekerja pada sebuah bidang akibat adanya beban geser yang arah gayanya sejajar dengan luas penampangnya.

Tegangan PuntirTegangan puntir adalah gaya yang bekerja pada sebuah bidang akibat adanya beban puntir yang arah gayanya sejajar terhadap bidang tersebut dan berlawanan arah.

Tegangan LenturTegangan lentur adalah tegangan yang terajadi akibat beban lentur yang jika di beri beban akan terdeformasi elastis. Beban terpusatBeban yang bekerja pada sebuah bidang yang mengacu pada satu titik. Beban TerdistribusiBeban terdistribusi merupakan beban yang bekerja pada suatu sistem yang tersebar terhadap panjang atau area dari sistem tersebut. Namun pada kenyataan sebenarnya suatu beban sebenarnya terdistribusi baik itu persatuan panjang atau persatuan luas namun untuk pengujian tekadang dirancang sedemikian rupa agar beban menjadi terpusat. MomenPerkalian antara gaya dengan jarak, dimana gayanya tegak lurus terhadap titik acuannya.

Inersia Inersia merupakan kelembaman atau kealasan suatu benda untuk berubah posisinya dari posisi atau keadaan kesetimbangannya, sebagai contoh ketika suatu benda dalam posisi diam maka dia akan selalu diam jika ada gaya yang bekerja untuk menggerakkanya dan sebaliknya jika ada benda yang sedang bergerak maka dia akan selalu bergerak jika ada gaya yang bekerja untuk menghentikannya dna besar inersia suatu benda secara umum berbanding lurus dengan massa benda tersebut.

Momen InersiaMomen inersia merupakan implementasi konsep inersia yang berupa momen, yang artinya gaya yang bekerja dalam arah angular yang mengacu pada suatu titik dan arah dari momen inersia akan berlawanan dengan momen yang bekerja pada suatu sistem. Modulus ElastisitasModulus elastisitas merupakan konstanta yang menunjukan perbandingan Antara tegangan dan regangan yang masih linier dan jika dalam grafik uji tarik daerah ini disebut daerah elastisitas dari suatu material.

Titik Berat

Titik berat atau center mass of gravity merupakan titik dimana pusat massa dari suatu benda yang memiliki dimensi berpusat pada suatu titik yang disebut titik berat, pada titik tersebut keadaan benda akan setimbang.

Sumber: Sumber : E. P. Popov, Mekanika Teknik, edisi kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1996.

BAB IIIHASIL PERCOBAAN

III.1 Tabel Data Pengamatan

BEBANTITIKREGANGAN

PENGUKURANPERHITUNGANTOTAL REGANGAN

AWALAKHIR

140N21435291

442375

66710942

8-395-31085

9-395-30887

110N21627983

4534013

6659025

8-953-89756

9-333-27558

90N21629270

4554213

6638522

892586263

9-326-27452

75N216110061

4554312

6638017

8-896-84353

9-320-27842

45N215917819

453485

661709

8-873-84924

9-319-22990