Materi perkuliahan Fisika Teknik Mesin

56 %
44 %
Information about Materi perkuliahan Fisika Teknik Mesin
Education

Published on March 15, 2014

Author: chariezmuh

Source: slideshare.net

Description

Materi Perkuliahan Semester 1 Teknik Mesin UM

MUHAMMAD CHARIS MUHAMMAD IKSIR ANA SRI ZUNIFA SARI

USAHA DAN ENERGI ENERGI Energi (disebut juga tenaga) adalah kemampuan untuk melakukan usaha. USAHA Usaha (Work) adalah gaya yang bekerja pada suatu benda atau objrk tertentu.

Bentuk-Bentuk Energi a)Energi Mekanik b) Energi Bunyi c) Energi kalor d) Energi Cahaya e) Energi Listrik f) Energi Nuklir g) Energi Kinetik h) Energi Potensial

ENERGI KINETIK Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya atau kelajuannya. Energi kinetik dirumuskan :  m = massa (Kg)  v = kecepatan (m/s) 1 kg m2/s2 = 1 N /m s2 . m2/s2 = 1 N m = 1 J Ek = ⅟2 . m . v2

ENERGI POTENSIAL Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisinya. Energi potensial dapat dirumuskan :  m = massa (kg),  g = percepatan gravitasi (m/s2), = 10 m/s2  h = ketinggian benda dari acuan (m). Ep =m . g . h

ENERGI MEKANIK Energi mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak atau kemampuan untuk bergerak. Energi Mekanik dapat dirumuskan :  EM : Energi Mekanik  Ek : Energi Kinetik  Ep : Energi Potensial Nilai EM selalu tetap/sama pada setiap titik di dalam lintasan suatu benda. EM = Ek + Ep

KEKEKALAN ENERGI “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk energi lain.” Contoh : Ebensin > Ekimia >Egerak

DAYA Daya adalah hasil bagi antara usaha yang dilakukan dengan selang waktu usaha tersebut dilakukan. Dapat dirumuskan : P = Daya (J/s) ∆W = Usaha yang dilakukan (KW) ∆t = Waktu (s) P = ∆W/∆t

USAHA  W = Usaha (joule = J)  F = gaya (N)  s = perpindahan (m) W = F.s

USAHA OLEH GAYA YANG MEMBENTUK SUDUT Persamaan diatas (W = F.s) itu hanya berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan perpindahan  W = Usaha (joule = J)  F = gaya (N)  s = perpindahan (m)  Ө = sudut antara F dan s (derajat atau radian) W = Fx . s = (F cos Ө) . s = Fs cos Ө

Gambar yang menunjukkan usaha oleh gaya F yang membentuk sudut Ө

USAHA BERNILAI NOL (TIDAK MELAKUKAN USAHA) Tidak semua gaya yang sudah bekerja dikatakan melalukan usaha atau semua benda yang berpindah telah dikenai usaha. Penyebabnya antara lain :  Gaya penyebab ada tetapi tidak ada perpindahan  Gaya penyebab tidak ada tetapi terjadi perpindahan  Gaya dan perpindahan membentuk sudut 90 derajat

HUBUNGAN USAHA DAN ENERGI Usaha yang dilakukan suatu gaya dapat mengubah energi kinetik benda. Catatan : Benda bergerak pada bidang datar atau ketinggian benda tetap. W = Ө . EK = m . vakhir - m . vawal

GERAK HARMONIK Gerak harmonic adalah gerak periodic yang memiliki persamaan gerak sebagi fungsi waktu berbentuk sinusoidal. Gerak harmonic sederhana didefinisikan sebagai gerak harmonic yangdipengaruhi oleh gaya yang arahnya selalu menuju ke titik seimbang dan besarnya sebanding dengan simpangannya.

PERIODE DAN FREKUENSI Periode menyatakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu siklus gerak harmonic, sedangkan frekuensi menyatakan jumlah siklus gerak harmonic yang terjadi tiap satuan waktu. k = m . w2 Mengingat bahwa w = 2Ө/T k = m (2Ө/T)2 Dan diketahui bahwa T = 2Ө Өm/k F = ⅟2Ө Өk/m RUMUS

KONSEP USAHA DAN ENERGI Usaha oleh Beberapa Gaya Apabila usaha yang dilakukan oleh orang pertama dan orang kedua untuk memindahkan suatu benda ke kanan sejauh s adalah resultan dua gaya searah adalah F =F1 + F2, sehingga Dengan memasukkan F1 s = W1 dan F2 s =W2, maka diperoleh Secara umum dapat disimpulkan sebagai berikut : Usaha yang dilakukan oleh resultan gaya-gaya searah dan berlawanan arah, yang menyebabkan benda berpindah sejauh s, sama dengan jumlah usaha oleh tiap-tiap gaya W1 = F1 s dan W2 = F2 s W = F s, W = (F1 + F2) s W = W1 + W2

MOMENTUM , IMPULS DAN HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM MOMENTUM DAN IMPULS  1. Momentum Linier (p)  2. Momentum Anguler (L)  3. Impuls (I)

Momentum Linier (p) Momentum Linier adalah hasil kali massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut. Jadi setiap benda yang memiliki kecepatan pasti memiliki momentum. RUMUS : Keterangan :  p = momentum (kg.m/s = N/s)  m = massa (kg)  v = kecepatan (m/s) p = m . v Catatan : Momentum merupakan besaran vektor, dengan arah p = arah v

Momentum Anguler (L) Momentum Anguler adalah hasil kali (cross product) momentum linier dengan jari jari R. Jadi setiap benda yang bergerak melingkar pasti memiliki momentum anguler. Rumus : Catatan :  Momentum anguler merupakan besaran vektor dimana arah L tegak lurus arah R sedangkan besarnya tetap. L = m . v . R L = p . R Keterangan : •L = Momentum Anguler (kg.m2/s) •m = massa (kg) •v = kecepatan (m/s) •p = momentum linear (kg.m/s atau N/s) •R = jari-jari lingkaran (m).

Impuls (I) Impuls merupakan perubahan momentum. Jika pada benda bekerja gaya F tetap selama waktu t, maka impuls I dari gaya itu adalah: Rumus : atau sehingga dapat ditulis : I = Perubahan momentum I = m . vakhir - m . vawal I = F . t F . t = m . vakhir - m . vawal

HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM Hukum kekekalan momentum diterapkan pada proses tumbukan semua jenis, dimana prinsip impuls mendasari proses tumbukan dua benda, yaitu I1 = -I2. Jika dua benda A dan B dengan massa masing- masing MA dan MB serta kecepatannya masing-masing VA dan VB saling bertumbukan, maka : keterangan : VA dan VB = kecepatan benda A dan B pada saat tumbukan VA' dan VB' = kecepatan benda A den B setelah tumbukan. MA . VA + MB . VB = MA . VA' + MB . VB' Catatan: vektor ke kanan dianggap positif, sedangkan ke kiri dianggap negatif.

TUMBUKAN a. Elastis Sempurna : e = 1 Disini berlaku hukum kekekalan energi (energi sebelum dan sesudah adalah sama) dan kekekalan momentum. e = koefisien restitusi. b. Elastis Sebagian : 0 < e < 1 Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum. Khusus untuk benda yang jatuh ke tanah dan memantul ke atas lagi maka koefisien restitusinya adalah: h = tinggi benda mula-mula h' = tinggi pantulan benda e = (- VA' - VB')/(VA - VB) e = h'/h

c. Tidak Elastis : e = 0 Setelah tumbukan, benda melakukan gerak yang sama dengan satu kecepatan v'. Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum. v' = kecepatan setelah tumbukan MA . VA + MB . VB = (MA + MB) . v'

PENERAPAN KONSEP IMPULS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI Beberapa contoh penerapan konsep impuls dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut : 1. Sarung Tinju 2. Palu atau pemukul 3. Helm

ELASTISITAS TEGANGAN (STRESS) Tegangan adalah “ Perbandingan antara gaya tarik yang bekerja terhadap luas penampang benda” . Tegangan dinotasikan dengan (sigma), satunnya N/m2. Secara matematika konsep Tegangan dituliskan : Contoh gambar : Setelah diberi gaya A

Contoh penggunaan konsep Tegangan (Stress): Sebuah kawat yang panjangnya 2m dan luas penampang 5mm2 ditarik gaya 10N. Tentukan besar tegangan yang terjadi pada kawat. Pembahasan: Diketahui : A = 5mm2 = 5.10-4 m2 F = 10N Ditanyakan : ? Jawab : = = = 2.104Nm-2

REGANGAN (STRAIN) Regangan adalah “Perbandingan antara pertambahan panjang L terhadap panjang mula-mula(Lo)” Regangan dinotasikan dengan e dan tidak mempunyai satuan. 1. Keadaan awal benda yang panjangnya Lo diberi gaya (F) pada bidang A 2. Keadaan bertambah panjang sebanyak Secara matematika konsep Regangan (Strain) dituliskan

Sebuah kawat panjangnya 100 cm ditarik dengan gaya 12N, sehingga panjang kawat menjadi 112 cm. Tentukan regangan yang dihasilkan kawat. Diketahui : Lo = 100 cm L = 112 cm ∆L = 112 cm - 100 cm = 12cm Ditanyakan : e Jawab : e = e = e = 0,12

ELASTISITAS DAN PLASTISITAS Teori Elastisitas adalah Hubungan antara setiap jenis tegangan dengan regangan yang bersangkutan penting peranannnya dalam cabang fisika diagram tegangan - regangan suatu logam kenyal yang menderita tarikan. Regangan-tegangan akan berbeda perolehannya bergantung pada bahannya (Logam atau Karet yang di vulkanisir)

MODULUS ELASTIK Modulus Elastik disebut Tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan suatu regangan tertentu bergantung pada sifat bahan yang menderita tegangan itu. Perbandingan tegangan terhadap regangan, atau tegangan per satuan regangan. Perbandingan tegangan kompresi terhadap regangan kompresi disebut modulus regangan, atau modulus young, bahan yang bersangkutan dan dilambangkan dengan Y

Modulus Elastik (harga pendekatan) Modulus Young, Y Modulus Luncur, L Modulus Bulk, B 1012 dyn cm-2 106 lb in-2 1012 dyn cm-2 106 lb in-2 1012 dyn cm-2 106 lb in-2 Alumunium 0,70 10 0,24 3,4 0,70 10 Kuningan 0,91 3 0,36 5,1 0,61 8,5 Tembaga 1,1 16 0,42 6 1,4 20 Gelas 0,55 7,8 0,23 3,3 0,37 512 Besi 0,91 13 0,70 10 1,0 14 Timah 0,16 2,3 0,056 0,8 0,077 1,1 Nikel 2,1 30 0,77 11 2,6 34 Baja 2,0 29 0,84 12 1,6 23

Modulus luncur L suatu bahan, dalam daerah hukum Hooke, didefinisikan sebagai perbandingan tegangan luncurdegan regangan luncur Definisi modulus luncur yang umum lagi ialah:

Kompresibilitas Zat Cair, K Zat Cair (Nm-2)-1 (lb in-2)-1 atm-1 Karbon Disulfida 64 x 10-11 45 x 10-7 66 x 10-6 Etil Alkohol 110 78 115 Gliserin 21 15 22 Raksa 3,7 2,6 3,8 Air 49 34 50

KONSTANTA GAYA bila YA/lo diganti dengan satu konstanta k dan perpanjangan Dl kita sebut x Fn = kx Dengan perkataan lain, besar tambahan panjang sebuah benda yang mengalami tarikan dihitung dari panjang awalnya sebandaing dengan besar gaya yang meregangkannya. Hukum Hooke mulanya diungkapkan dalam bentuk ini, jadi tidak atas dasar pengertian tegangan dan regangan.

CONTOH SOAL 1. Dalam suatu percobaan untuk mengukur modulus Young, sebuah beban 1000 lb yang digantungkan pada kawat baja yang panjangnya 8 ft dan penampangnya 0,025 in2, ternyata meregangkan kawat itu sebesar 0,010 ft melebihi panjangnya sebelum diberi beban. Berapa tegangan, regangan, dan harga modulus Young bahan baja kawat itu???

2. Umpamakan benda pada gambar 11-6 sebuah pelat kuningan seluas 2 ft-2 dan tebalnya ½ in. Berapa gaya F harus dikerjakan terhadap tiap tepinya jika perubahan x ialah 0,01 in? Modulus luncur kuningan itu 5 x 106 lb in-2. Tegangan luncur pada tiap sisi ialah: F = 12.500 lb

Add a comment

Related presentations

Related pages

Materi Perkuliahan Fisika Teknik Mesin Presentation Transcript

Materi perkuliahan Fisika Teknik Mesin Presentation. Transcript MUHAMMAD CHARIS MUHAMMAD IKSIR ANA SRI ZUNIFA SARI USAHA DAN ENERGI ENERGI Energi ...
Read more

Materi Kuliah Fisika Teknik - id.scribd.com

FISIKA TEKNIK. Evi Puspitasari, ST ... MSc Materi Perkuliahan 1. Paruh 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 2 ... insinyur mesin mencari teknik pencegahan overheating mesin ...
Read more

Materi Kuliah Fisika Teknik - scribd.com

FISIKA TEKNIK. Evi Puspitasari, ST ... ST, MSc Materi Perkuliahan 1. Paruh 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. ... insinyur mesin mencari teknik pencegahan overheating ...
Read more

Materi Perkuliahan Fisika Teknik - Education

Materi Perkuliahan dalam Mata Kuliah Fisika Teknik pada Jurusan Teknik Mesin. ... Materi Perkuliahan Fisika Teknik Mesin Presentation Transcript
Read more

Mahasiswa Teknik Mesin Indonesia: materi kuliah teknik mesin

Untuk memenuhi buku pegangan dalam perkuliahan, ... terutama mahasiswa jurusan teknik mesin dan teknik industri. ... materi kuliah teknik mesin;
Read more

MATERI PERKULIAHAN INDUSTRI DAN TEKNIK | MATERIKULIAH.ORG ...

Teknik Mesin,Teknik Dirgantara ... Fisika Medis: Download: 16. TEKNIK ... membantu untuk melengkapi materi perkuliahan dalam website ini bisa ...
Read more

Download Materi Kuliah Teknik Mesin | Upcoming 2015 2016

14 Mar 2014 Materi Perkuliahan Semester 1 Teknik Mesin UM. Materi perkuliahan Fisika Teknik Mesin. 10,883 views. Share; Like; Download Source: ...
Read more

MATERI FISIKA DASAR UNTUK MAHASISWA TEKNIK SIPIL (LENGKAP ...

MATERI FISIKA DASAR UNTUK MAHASISWA TEKNIK ... dunia teknik adalah mutlak. Fisika dapat digunakan untuk ... dipelajari di jenjang perkuliahan.
Read more