rem

latihan soal Teknologi Dasar Otomotif

UTS TDO Semester Ganjil

Dasar Dasar Mesin

Ilmu Statika 

            Adalah ilmu yang mempelajari tentang kesetimbangan benda, termasuk gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda agar benda tersebut dalam keadaan setimbang dapat juga dikatakan suatu benda adalah setimbang bila benda tersebut dalam keadaan diam atau jumlah gaya gaya yang berlawanan arah adalah sama, atau jumlah keseluruhan gaya adalah nol, sehingga benda tak bergerak kegunaan ilmu statika diantaranya adalah pada pembuatan, jembatan, tower/menara, bangunan, rangka sepeda motor, rangka mobil dll

contoh percobaan kesetimbangan

dari video yang ditampilkan tersebut jelas bahwa garpu tersebut ketika pada posisi setimbang maka garpu tersebut akan diam.

A.    GAYA

Gaya adalah sesuatu berupa tarikan atau dorongan yang menyebabkan benda diam menjadi bergerak atau sebaliknya dari bergerak menjadi diam. Gaya merupakan aksi sebuah benda terhadap benda lain dan umumnya ditentukan oleh titik tangkap (kerja), besar dan arah. Gaya dapat digambarkan sebagai sebuah vektor, yaitu besaran yang mempunyai besar dan arah dengan satuan Newton(N).

Gambar 1

Perpindahan benda dari A ke B akibat gaya F

            Gaya yang bekerja pada benda diatas antara lain : Gaya berat (W) yang selalu berpusaat pada titik beratnya dan arahnya selalu ke pusat grafitasi bumi. Gaya (F) dapat sejajar dengan permukaan benda atau membentuk sudut α dengan permukaan tumpuan. Gaya F dapat menyebabkan massa (m) dari diam menjadi bergeraak hingga memiliki percepatan sebesar a (m/s²), sehingga dapat ditulis :

           

          F = m . a

F          = gaya             ............(Kg.m /  s² atau N)

m         = massa .............         (Kg)

a          = Percepatan .....         (m/s²)

Bila gaya F dihilangkan benda (m) akan mengalami perlambatan hingga setelah waktu t detik benda akan berhenti (kecepatan v = 0). Hal ini karena benda melewati permukaan kasar yang memiliki gaya gesek (f) yang arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Besarnya f  tergantung pada harga koefisien gaya geseknya (μ). Semakin kasar permukaan benda maka koefisien geseknya (μ) akan semakin besar. Bia gaya gesek lebih besar dari gaya tarik (F), maka benda akan berhenti (v = 0). Gaya gesek (f) berbanding lurus dengan gaya normal (N) benda atau dapat dituliskan :

              f  =  μ . N

             f = Gaya gesek ( Newton)

            μ = Koefisien gesek permukaan benda (tanpa satuan)         

            N = Gaya normal yang selalu tegak lurus permukaan benda (Newton)

Pemanfaatan gaya gesek dapat diilustrasikan pada contoh sebagai berikut :

Roda yang masih baru akan memiliki cengkeraman yang lebih kuat dibanding dengan roda yang sudah aus / halus. Pengereman pada permukaan aspal lebih baik bila dibandingkan dengan permukaan lantai keramik, karena μ aspal lebih besar daripada μ permukaan keramik.

           

Gambar 2

Gaya gesek antara roda mobil dengan aspal jalan

Soal 1. 

sebuah sepeda motor mempunyai gaya mesin sebesar 450 Newton, jika berat motor berikut penumpang sebesar 150 Newton berapa kecepatan sepeda motor pada detik ke 3 ?

B.     ARAH GAYA

Sebuah gaya yang mengantikan dua buah  gaya atau lebih yang mengakibatkan pengaruh yang sama terhadap sebuah benda dimana gaya – gaya  tersebut bekerja disebut dengan Resultan Gaya( R) .

1.      Menentukan Besarnya Gaya

Untuk menentukan besarnya gaya dapat ditentukan dengan skala tertentu, misalnya 1 cm mewakili 1 Newton atau kelipatannya. Satuan gaya ditentukan oleh sisitem satuan SI (Standar Internasional) yang dinyatakan dengan Newton (N). Garis lukisan gaya itu dapat diperpanjang sesuai besarnya gaya F. Titik tangkap gaya (A) dapat dipindahkan sepanjang lintasannya, asalkan besar dan panjangnya tetap sama sesuai dengan gaya F. Sebuah gaya yang mempunyai besaran, arah dan titik  tangkap tertentu dapat digambarkan dengan anak panah. Makin panjang anak panah maka makin besar gayanya.

Gambar  3

Titik tangkap gaya (A) pada garis kerja gaya

2.      Menyusun Dua Buah Gaya

Arah gerak dan besar gaya pada benda A dipengaruhi oleh dua komponen gaya masing – masing gya F₁ dan F₂ terhadap benda atau titik A dapat diwakili oleh resultante gaya (F) yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut :

Gambar 4

Menyusun dua buah gaya menjadi gaya Resultan (R)

latihan soal menyusun dua buah gaya menjadi resultan
Soal 2

• Diskusikan dengan kelompok langkah langkah menyelesaikan soal menghitung dua gaya menjadi resultan gaya
• Hitunglah resultan gaya sesuai dengan rumus yang telah diberikan

Bila sudut α dalam α₁ dan α₂, maka dapat dituliskan persamaan :

                  F₁         =          F₂            =               F

              Sin α₁                  Sin α₂                            Sin α

pada gambar 4 ditunjukan menyusun gaya dengan metode jajaran genjang dimana untuk mencari resultan gaya dengan cara menggambarkan garis putus putus yang sejajar dengan masing masing gaya dimana pertemuan kedua garis putus putus tesebut merupakan hasil ( resultan gaya yang digambarkan oleh garis merah yang diawali dari titik tangkap dan di akhiri pada pertemuan kedua garis putus putus yang di buat.
berikut ini kerjakanlah soal sesuai petunjuk
Soal 3

• Diskusikan dengan kelompok langkah langkah menyelesaikan soal menggambarkan resultan gaya secara grafis
• Gambarkanlah secara grafis gaya pada gambar, gunakan Penggaris, Busur dan skala 

Pertemuan ke 2

3.      Menyusun Lebih Dari Dua Gaya

Benda A dikenai tiga buah gaya F₁, F₂ dan F₃ maka resultan gayanya dapat dijabarkan sebagai berikut :

Penyelesaian di atas disebut dengan penyelesaian secara grafis  adapun cara menghitung resultan gaya tersebut langkah pertama kita gambarkan resultan dari F1 dan F2 dan bila sudah di dapatkan yaitu yang digambarkan dengan garis merah selanjutnya kita gambarkan resultan dari F3 dengan resultan yang telah kita dapatkan sebelumnya maka kita dapatkan resultan ke tiga gaya tersebut yang digambarkan dengan garis berwarna biru. 
Soal 4

Soal menggambarkan resultan gaya secara grafis

• Diskusikan dengan kelompok langkah langkah menyelesaikan soal menggambarkan resultan gaya secara grafis
• Gambarkanlah secara grafis dari tiga gaya pada gambar, gunakan Penggaris, Busur dan skala
• Diskusikan hasil yang kamu dapat

namun ada juga penyelesaian secara Poligon (Segi Banyak) dan secara analitis yaitu setiap gaya diuraikan kedalam sumbu x dan y.

4.      Menyusun Gaya Dengan Metode Poligon

Metode ini dengan cara memindahkan gaya P₂ ke ujung P₁, P₃ ke ujung P₂, P₄ ke ujung P₃ dan seterusnya secara berantai. Pemindahan gaya – gaya tersebut besar dan arahnya harus sama. Pemindahan dilakukan berurutan dan dapat berputar kekanan atau kekiri. Resultan gaya diperoleh dengan menarik garis dari titik A ke ujung gaya yang terakhir dan arahnya adalah dari A menuju titik ujung gaya terakhir itu.

Soal 5

• Diskusikan dengan kelompok mengenai menyusun gaya secara poligon
• gambarkanlah  dan susun gaya gaya tersebut sehingga di dapatkan sebuah resultan gaya secara mandiri
• Diskusikan hasil yang kamu dapat

5.      Menyusun Gaya Secara Analitis

Untuk mencari resultan gaya dapat juga dilakukan dengan cara analitis, baik untuk menentukan besarnya, kedudukan titik tangkapnya, maupun arahnya melalui sumbu x dan y, yaitu sebagai berikut :

.

     

Soal 6
Diskusikan dengan kelompok mengenai menyusun gaya secara analitis, gambarkanlah  dan susun gaya gaya tersebut sehingga di dapatkan sebuah resultan gaya secara mandiri ,Diskusikan hasil yang kamu dapat

6. Menguraikan Gaya

Dua buah gaya dapat digabung menjadi sebuah gaya yang kita kenal dengan istilah Resultan gaya. Sebaliknya sebuah gayapun dapat diuraikan menjadi komponen – komponen yang terletak dalam satu bidang. Menguraikan gaya dapat dilakukan dengan menguraikan pada arah vertikal dan horizontal yang saling tegak lurus atau masing – masing komponen sebagai sisi – sisi dari jajaran genjang dengan sudut lancip tertentu yang mudah dihitung. Pada gambar dibawah ini diberikan contoh sebuah gaya F yang diuraikan menjadi F₁ dan F₂ yang membentuk sudut lancip α.

Soal.6

Diskusikan dengan kelompok langkah langkah menguraikan gaya

buatlah 3 contoh soal dan jawaban mengenai menguraikan gaya

Pertemuan ke 3

Momen Gaya Dan Kopel

a. Momen Gaya

Momen gaya F terhadap titik pusat O adalah hasil kali antara besarnya gaya F dengan jarak garis gaya ke titik pusat O.Besarnya momen tergantung dari besarnya gaya F dan jarak garis gaya terhadap titik putarnya (L) Dalam bidang teknik mesin momen sering terjadi pada saat mengencangkan mur atau baut, pengguntingan pelat,sistem pegas dan sebagainya.

latihan soal.

sebuah kunci pas dengan panjang kunci 20 cm digunakan untuk membuka sebuah baut, hitunglah momen yang di perlukan jika gaya yang diperlukan untuk membuka baut tersebut sebesar 60 N

Dalam satuan SI(standar international), momen

memilikisatuan Newton meter (N.m).Suatu momen adalah positif (+) jika momen itu berputar searah jarum jam, dan berharga

negatif (-) jika berputar berla wanan arah putaran jarum jam.Jika terdapat beberapa gaya yang tidak satu garis kerja seperti gambar di bawah maka momen gayanya adalah jumlah dari momen gaya -momen gaya itu terhadap titik tersebut.

b.Kopel

Sebuah kopel terjadi jika dua gaya dengan ukuran yang sama dan garis kerjanya sejajar tetapi arahnya berlawanan, yang keduanya cenderung menimbulkan perputaran. (lihat gambar di bawah ini)

Dua gaya tersebut mengakibatkan suatu putaran yang besarnya merupakan hasil kali gaya dengan jaraknya. Aplikasi dari kopel dapat dirasakan ketikamembuat mur atau baut, dimana tangan kita memberikan gaya putar pada kedua tuas snei dan tap yang sama besar namun berlawanan arah.

Contoh

Soal / Latihan

1. Sebuah kopel ialah dalam kegiatan pembuatan ulir pada batang logam dengan menggunakan senai dan tap.Gaya kopel kedua tangan kopel 50N kita memutar tangkai tap ke kanan. hitunglah momen kopel yang terjadi bila panjang tangkai 20 cm

Soal

pada gambar diatas diketahui besarnya gaya F1 adalah 10 N dan besarnya gaya F2 sebesar 2 Newton, bila jarak sumbu terhadap F1 adalah 5 meter berapa jarak B terhadap F2

Soal.

sebuah Kawat baja baja  dengan diameter 7 Cm digunakan untuk menarik sebuah mobil yang jatuh kejurang jika gaya yang diperlukan untuk menarik mobil tersebut diperlukan gaya 70000 Newton hitunglah tegangan tarik yang di terima kawat baja tersebut.

soal 

dua buah plat dengan ketebalan disambung jadi satu dengan sebuah paku keling jika beban geser yang harus ditanggung sebesar 103 Newton berapakah tegangan geser yang dialami paku keling tersebut

momen bengkok

moment puntir

momen tekan

tegangan tarik

tegangan bengkok

tegangan tekan

pertemuan 3

sambungan

sambungan tetap

sambungan tidak tetap

tegangan geser pada sambungan baut

tegangan geser pada sambungan keling

pertemuan ke 4

Dynamo

Dynamo adalah alat yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik dari energi mekanik atau menghasilkan energi mekanik menjadi energi listrik

Generator Listrik

Generator listrik adalah alat yang digunakan untuk membangkitkan listrik pelajarilah materi generator AC berikut :

Motor listrik

Motor adalah alat yang dipergunakan suatu energi menjadi energi mekanik dalam bentuk gerakan berputar atau radial

Hidrolik

Amatilah video berikut mengenai hidrolik dan penggunaan hidrolik pada teknologi modern saat ini

Video tentang peralatan yang menggunakan teknologi Hidrolik

Mengefrais

Membuat roda gigi lurus

Video diatas menjelaskan cara membuat roda gigi lurus pada mesin frais






Membuat roda gigi miring
Video diatas menjelaskan cara membuat roda gigi miring  pada mesin frais







Proses pembuatan gear

Video diatas menjelaskan cara membuat roda gigi pada mesin frais

Membubut

Berikut ini prosses pembentukan logam dalam keadaan dingin
yang pertama kita akan mempelajari tentang membubut yang sebelumnya kita harus memahami komponen utama mesin bubut dan fungsi dari komponen mesin bubut tersebut sebelum kita mengoperasikan mesin bubut tersebut untuk itu silahkan perhatikan video berikut

Komponen utama mesin bubut