Teori Gaya Pada Ilmu Statika

Posted on

Gaya pada dasarnya berkaitan erat dengan teori bunyi hukum newton. pada saat kita menginjak bangku Sekolah entah itu SD,SMP maupun SMA atau sederajatnya, kita mengenal teori bunyi hukum newton. Hukum newton terdiri atas 3 yaitu :

1. Hukum I Newton : “ Setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut. Berarti jika resultan gaya nol, maka pusat masa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak dengan kecepatan konstan (tidak mengalami percepatan). Hal ini jika berlaku di lihat dari kerangka acuan inersial.

2. Hukum II Newton : “ Sebuah benda dengan masa Mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus dengan F dan berbanding terbalik terhadap M. Atau F = M x a . bisa juga di artikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu.

3. Hukum III Newton : “ Gaya aksi dan reaksi dari 2 benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda, hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-Reaksi, dengan F di sebut sebagai Aksi dan –F adalah Reaksinya.

Di dalam dunia teknik sipil kita lebih banyak membahas Hukum III Newton intinya Aksi berbanding terbalik dengan reaksi tetapi memiliki gaya yang sama besar.

gaya pada statika

Gambar 1

Gambar 1 di atas menunjukan bahwa balok jika di bebani gaya aksi vertikal, maka tumpuan akan mengalami reaksi, dan apabila gaya tersebut di kurangkan dengan jumlah total reaksi RAv + RBv maka maka hasilnya akan sama dengan 0, inilah yang di maksud dengan hukum keseimbangan.

Baca juga :   Teori Gaya Lintang Pada Tumpuan Sendi-Rol

Gambar 2

Pada gambar 2 kita meninjau apabila sebuah balok di bebani dengan Gaya/aksi Horizontal maka tumpuan akan memberikan Reaksi horizontal (RAh) dengan arah yang saling berlawanan, mengapa hanya 1 reaksi yang memberikan perlawanan terhadap gaya? , pada tahap berikutnya kita akan mengenal tipe reaksi tumpuan di mana setiap tumpuan memiliki karakteristik tersendiri untuk memberikan reaksi terhadap gaya yang di pikul.

Gambar 3

Pada gambar 3kita melihat jika suatu balok menerima gaya momen yang arahnya putar kiri (-) maka tumpuan akan memberikan reaksi yang menghasilkan momen reaksi putar kanan (+). Dengan kata lain untuk menghasilkan momen reaksi (+) RAv akan mengarah ke Atas dan RBv akan mengarah ke bawah, sehingga reaksi tersebut akan menghasilkan putaran yang apabila di jumlahkan hasilnya akan sama dengan momen aksi.

Gambar 4

Gambar 4 diatas menerangkan bahwa sebuah balok di berikan gaya, kita sebut saja gaya ini dengan nama beban P. Beban P terletak di atas balok dengan memiliki nilai derajat 60 dari putaran koordinat x, di dalam perhitungannya gaya ini harus di proyeksikan menjadi beban vertikal dengan cara mengalikan nilai beban P di kali dengan sin 60°, dan di proyeksikan pula Beban P menjadi Beban Horizontal dengan mengalikan nilai beban P di kali dengan Cos 60°. Maka apabila di tinjau reaksi maka tumpuan di RA menghsilkan 2 reaksi yaitu RAv untuk di tambahkan dengan RBv maka hasilnya akan sama dengan nilai gaya P yang di proyeksikan menjadi beban vertikal, sedangkan nilai proyeksi gaya horizontal dari beban P akan di lawan oleh Reaksi yang di hasilkan oleh RAh.

Gambar 5

Gambar 5 di atas menunjukan sebuah balok di bebani beban merata. di dalam penyelesaiannya kita menganggap beban merata adalah beban yang memiliki besaran setiap jarak yang di tentukan, tentunya untuk mendapatkan total beban/gaya/aksi kita harus mengalikan gaya persatuan jarak di kali dengan jarak bentang. Setelah di kalikan dengan jarak bentang maka kita menganggap beban tersebut adalah Resultan Gaya atau dengan kata lain resultan tersebut bisa di anggap beban P, nah untuk tahap lanjutan kita menganggap beban titik tersebut di letakan pada pertengahannya atau pada titik berat sepanjang beban merata tersebut terjadi. Kemudian lakukanlah perhitungan yang sesuai dengan kondisi tersebut.

Baca juga :   Besaran Vektor

Gambar 6

Gambar 6 merupakan gambaran dimana sebuah balok di bebani beban segitiga, pada konsep penyelesian analisanya hampir sama dengan analisis beban merata yang terjadi pada balok yang di jelaskan pada gambar 5, hanya saja perbedaannya terletak pada titik beratnya dan rumus segitiga. Beban segitiga di atas apabila kita tinjau titik beratnya terletak pada bagian 1/3 L dari ukuran bagian kiri dan 2/3 L pada bagian kanan. Dengan pemahaman bahwa L adalah jarak total spanjang gaya segitiga terjadi.

Gambar 7

Gambar 7 menunjukan bahwa sebuah balok apabila di bebani gaya q dengan model trapesium maka di dalam analisa untuk lebih mudahnya gaya tersebut di pecah menjadi 3 beban, yaitu beban segitiga dan beban merata sepanjang batas garis putus-putus. Pemisahan model gaya ini menimbulkan 3 resultan yaitu R1,R2 dan R3 yang kemudian bisa di anggap menjadi beban terpusat untuk memudahkan kita di dalam menyelesaikan hitungan.

Leave a Reply