1. DASAR-DASAR
1.1. PENDAHULUAN
Mekanika adalah salah satu cabang ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan kondisi diam atau gerak suatu benda dibawah pengaruh gaya. Dasar dari mekanika adalah kesetimbangan, yaitu kondisi yang ada pada benda apabila suatu sistem gaya bekerja.
Statika adalah bagian dari mekanika yang berkaitan dengan hubungan antara gaya-gaya yang bekerja pada benda dalam keadaan setimbang atau diam. Didalam mekanika benda dapat diidealisasi sebagai benda tegar jika perubahan dimensi yang diakibatkan oleh gaya adalah sangat kecil dibandingkan dengan dimensi benda.
1.2. GAYA
1.2.1. DEFINISI
Gaya (kekuatan) adalah suatu sebab yang mengubah keadaan dan/atau gerak suatu benda.
Contoh :
Benda mula-mula diam, setelah didorong (diberi gaya) maka benda tersebut akan bergerak. Jadi terjadi perubahan gerak, dari diam menjadi bergerak.

Balok sebelum ada gaya bentuknya lurus (berat sendiri diabaikan). Setelah ada gaya maka bentuknya menjadi melengkung. Jadi terjadi perubahan keadaan dari lurus menjadi melengkung.

Gaya dapat terdistribusi atau terpusat. Gaya terdistribusi adalah gaya yang bekerja pada suatu luasan tertentu, sedangkan gaya terpusat bekerja pada satu titik. Gaya terpusat sebenarnya merupakan idealisasi, karena setiap gaya pada kenyataannya bekerja diatas bidang kontak dengan luasan tertentu sehingga merupakan gaya terdistribusi. Apabila dimensi luas bidang kontak sangat kecil dibandingkan dengan dimensi benda dimana gaya tersebut bekerja maka gaya dapat diasumsikan bekerja terpusat.
1.2.2. WUJUD GAYA
Gaya tidak dapat dilihat dengan mata, tetapi dapat dipelajari dengan pertolongan (bantuan) gambar. Dalam mekanika dapat dibedakan antara besaran Skalar dan besaran Vektor.
– Besaran skalar ditentukan dengan besarnya saja.
– Besaran vektor ditentukan oleh besar dan arahnya serta titik tangkapnya.
Gaya termasuk besaran vektor, karena gaya mempunyai tanda-tanda: besar, arah, letak (titik tangkap). Jadi untuk membayangkan gaya maka digambarkan suatu vektor.
Vektor memuat titik, garis dan anak panah.

– Garis yang dilalui oleh vektor (gaya) disebut garis kerja ( = l ).
– Arah vektor OF pada garis kerjanya menunjukkan arah vektor tersebut.
– Titik O (pada garis kerja) menunjukkan letak bekerjanya gaya tersebut; dinamakan titik tangkap gaya.
– Panjang anak panah OF apabila digambar dengan skala menunjukkan besarnya vektor tersebut.
Karena didalam statika dibahas tentang benda tegar yang tidak berdeformasi apabila diberi gaya, maka dapat diasumsikan bahwa titik tangkap suatu gaya dapat dipindahkan ke titik lainnya yang terletak pada garis kerjanya tanpa merubah efek translasional maupun rotasional dari gaya terhadap benda tersebut (sesuai dengan prinsip transmisibilitas). Jadi gaya yang bekerja pada suatu benda tegar dapat dipandang bekerja dimana saja sepanjang garis kerjanya (titik tangkap gaya dapat dipindah-pindah sepanjang garis kerjanya).
Contoh melukis gaya :
Lukislah suatu gaya (kekuatan) 100 kg dengan arah mendatar ke kanan !
Penyelesaian :
– Tentukan skalanya dahulu :
Harus diperhatikan besarnya gaya dan besarnya kertas.
Apabila gaya setiap 10 kg dilukis dengan vektor sepanjang 1 cm, maka skala gaya adalah 1 # 10 kg atau 1  10 kg.
– Gambar :

O = titik tangkap gaya F
l = garis kerja (arah mendatar)
panjang OF menunjukkan besarnya gaya F
mata anak panah menunjukkan tujuan arah (ke kanan)

1.3. MOMEN
1.3.1. MOMEN DARI SUATU GAYA
Setiap gaya yang bekerja pada suatu benda akan menyebabkan benda tersebut mengalami translasi dalam arah gaya tersebut. Tergantung dari titik tangkapnya, gaya tersebut juga dapat menyebabkan terjadinya rotasi pada benda, yaitu disebut momen dari gaya tersebut. Terhadap suatu titik atau garis yang tidak berpotongan maupun sejajar dengan garis kerja gayatersebut , besarnya momen sama dengan hasil kali antara gaya dan jarak tegak lurus dari garis kerja gaya ke titik yang ditinjau.

Momen (= M) akibat gaya F terhadap titik O ditulis :
Mo = F * d
dimana : d adalah jarak tegak lurus dari garis kerja gaya F ke titik O
(d disebut juga lengan momen dari suatu gaya).
Momen mempunyai satuan gaya kali jarak (misal : kN*m, kg*cm)

1.3.2. MOMEN DARI BANYAK GAYA
Momen yang diakibatkan oleh beberapa buah gaya terhadap suatu titik yang sama adalah jumlah aljabar dari momen masing-masing gaya terhadap titik tersebut, yaitu :
M = F1 * d1 + F2 * d2 + F3 * d3 + ……+ Fn * dn
= Σ Fi * di

1.3.3. MOMEN DARI SUATU KOPEL
Kopel adalah suatu sistem gaya yang terdiri dari dua gaya yang sama besarnya tetapi berlawanan arah dan garis kerjanya sejajar, serta tidak terletak dalam satu garis lurus ( ). Kopel hanya menyebabkan efek rotasional saja, tidak ada efek translasional terhadap benda.

Momen akibat kopel adalah hasil kali satu gaya terhadap jarak tegak lurus pada gaya yang satunya, yaitu :
M = F * d
Besarnya momen ini tidak tergantung daripada letaknya titik O.
Catatan :
Perjanjian tanda :
Momen (termasuk momen kopel) dikatakan positif apabila menyebabkan rotasi yang searah dengan arah putaran jarum jam. Demikian sebaliknya,
momen dikatakan negatif apabila menyebabkan rotasi yang berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam.
(perjanjian ini berlaku untuk perhitungan kesetimbangan)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *