Soal dan Jawaban Soal semester I

Pertemuan pertama

1.      Tuliskan yang dimaksud dengan Ilmu statika

Ilmu statika adalah ilmu yang mempelajari kesetimbangan suatu benda dan gaya gaya yang mempengaruhinya

2.      Tuliskan yang dimaksud dengan Gaya

Gaya adalah sesuatu yang dapat membuat suatu benda diam menjadi bergerak dan membuat benda bergerak jadi diam yang dirumuskan dengan rumus F= m.a

3.       Hitunglah besarnya gaya mesin dari sebuah sepeda motor dimana Massa sepeda motor dan penumpang 150 Kg jika sepeda motor tersebut memiliki percepatan sebesar 3 m/dt²  

Diketahui :

m = 150 Kg

a = 3 m/dt²

Ditanyakan F

Rumus   F= m.a

F= 150 Kg. 3 m/dt²

F= 450 N

4.       Hitunglah resultan gaya dari gaya gaya berikut

1.     F1= 4 N

    F2= 3 N

    α = 90⁰

   Ditanya R

   Rumus   R=

2.    F1= 4 N

    F2= 3 N

          α = 90⁰

          Ditanya R

          Rumus   R=

3.    F1= 4 N

    F2= 3 N

          α = 90⁰

          Ditanya R

          Rumus   R=

5.      Gambarkanlah resultan dari gaya gaya berikut

Jawab

Pertemuan Kedua

1.     Gambarkanlah resultan gaya dari soal berikut

2.    Gambarkanlah resultan gaya dari soal berikut dengan cara polygon

3.    Gambarkanlah resultan gaya dari soal berikut dengan  cara  analitis

Pertemuan Ke tiga

1. Tuliskan yang dimaksud dengan kesetimbangan

Kesetimbangan adalah suatu posisi dimana sebuah benda dalam keadaan diam atau jumlah gaya gaya yang mempengaruhinya adalah nol

2. Hitunglah jarak L1 dan L2 agar terjadi kesetimbangan

Diketahui

F1 = 10 N

F2 = 5N

L1 = ?

L2 = ?

L1 + L2  = 15 m

Rumus

F1.L2 = F2. L1

F1 : F2 = L2 : L1

10 N : 5N = L2 : L1 = 10 x : 5 x

10 x + 5 x = 15

X(10+5) = 15

X= 1

L2 = 10. 1 = 10 m

L1 = 5.1    = 5 m

3.  Hitunglah RA dan RB pada gambar berikut :

Diketahui

F= 6000 N

L = 10 m

L1= 4 m

L2= 10 – 4 = 6 m

Ditanya RA dan RB

Rumus

RA= (F.L2)/L

RA= (6000 x 6)/10

     = 3600 N

RB=( F.L1)/L

    = (6000x4)/10

   = 2400 N

4. Tuliskanlah yang dimaksud dengan Momen Gaya

  

Besarnya momen gaya terhadap titik pusat adalah besarnya gaya dikalikan jarak gaya terhadap titik pusat, yang dijelaskan pada gambar berikut

5. Tuliskan yang dimaksud dengan kopel

kopel terjadi jika dua gaya dengan ukuran yang sama dan garis kerjanya sejajar tetapi arahnya berlawanan, yang keduanya cenderung menimbulkan perputaran

6. Pada pengencangan baut sebuah baut dikencangkan dengan sebuah kunci pas panjang kunci pas 25 Cm, jika gaya yang diberikan pada kunci tersebut sebesar 50 N , hitunglah momen pengencangan baut tersebut.

Diketahui

F = 50 N

L= 25 Cm = 0,25 m

Ditanya Moment

Rumus   M= F.L

M= 50 N. 0.25

M= 12,5 Nm

7. 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.

Diketahui

Diameter kawat = 7 Cm = 7.10^-2 m

F = 70000 N = 7. 10⁴

Ditanyakan tegangan tarik dari kawat baja tersebut

Rumus      = F/A

A= (π D² )/4

  = (22/7 )  x (7.10^-2)²/4 = 22 x 7.10^-4/ 4

F=( 4. 7.10⁴.7.10⁴)/22

  = 98.10⁸/11 N/m

Pertemuan ke empat

1.     Hitunglah tegangan geser dari paku keeling berikut ini jawablahberikut rumus dan perhitungannya

Diketahui

F= 2200 N

D= 4 mm

Ditanya tegangan geser (σ )

Rumus

 Tegangan geser = F/A

A= 22/7 .( 2.10^-3)²/4

Tegangan geser =( 2200. 10⁶)/22 = 1.10⁸ N/m

2.    Hitunglah berapa diameter batang baut yang diperlukan pada sambungan baut berikut jawablah dengan rumus berikut perhitungannya

Diketahui

Tegangan geser = 7.10⁷Nm²

F(Beban ) = 11000 N

Ditanyakan berapa diameter baut pada gambar diatas( D)

Rumus

D² = 2F/ π. σ

Jawab

D² = 2.11000/ (22/7). 7.10⁷

     =22000/22.0000000

    =1/10000

    =1.10^-4

 D=10^-2m   = 1 Cm

3.    Sebutkan  macam macam bentuk kampuh las

a.    Kampuh tepi

b.    Kampuh  V  terbuka

c.    Kampuh V tertutup

d.    Kampuh X

e.    Kampuh U

f.    Kampuh U ganda

Pertemuan ke lima

1.     Tuliskan macam macam roda gigi dan jelaskan fungsi masing masing roda gigi

A.   Roda gigi cacing untuk memindahkan putaran tinggi menjadi putaran rendah

B.    Roda gigi kerucut untuk memindahkan tenaga dengan poros tegak lurus

C.    Roda gigi lurus untuk memindahkan putaran yang tepat dari poros penggerak yang satu dengan poros penggerak lainnya

D.   Roda gigi heliks roda gigi berbentuk spiral untuk mentransmisikan daya mengubah gerak putar menjadi gerak lurus

E.    Roda gigi payung roda gigi yang membentuk sudut bentuk bentuk giginya selalu mengecil kedalam

2.    tiga buah roda gigi yang saling bersinggungan satu sama lain secara berurutan yaitu G1,G2 dan G3 jumlah gigi G1=16,jumlah gigi G2 48 dan jumlah gigi G3=8, jika roda gigi G1 diputar 3X hitunglah putaran gigi gigi lainnya

Diketahui

G1= 16

G2= 48

G3= 8

Ditanyakan jika G1 diputar 3 x   maka roda gigi lainnya berputar sebanyak

Rumus

G1 x 3 = z

16 x 3 = 48

48 : G1 = 3

48 : G2 = 1

48 : G3= 6

3.    tuliskan dua macam profil gigi

a.    profil gigi pada batang bergigi

profil gigi dalam susunan

Pertemuan ke enam

1.     Jelaskan fungsi sabuk dan rantai

Fungsi sabuk dan rantai adalah untuk mentransmisikan tenaga mesin dari poros yang satu keporos yang lainnya dengan jarak yang cukup jauh dimana sabuk atau rantai dibelitkan pada pully atau sprocket

2.    Gambarkan dan jelaskan sabuk penggerak terbuka dan sabuk penggerak silang

3.    Tuliskan bahan yang dipergunakan untuk pembuatan sabuk konvensional

a.    kulit biasa

b.    karet tenunan atau tali tenunan

c.    karet atau plastic

d.    kulit yang diperkuat

e.    kain tenunan

4.    Tuliskan macam macam rantai

a.    rantai gall

b.    rantai bus

c.    rantai bus rol

d.    rantai kait pen

e.    rantai morse

5.    Tuliskan macam macam roda rantai

a.    Roda rantai tunggal

b.    Roda rantai ganda

Roda rantai jajar

Pertemuan Pertama

1.     Tuliskan 6 Kelompok material  dan sebutkan contohnya

a.       Logam : baja, besi cor, titanium, logam paduan, dll

b.      Polimer : polietilan, polipropilen, polikarbonat, dll

c.       Karet : isopren, neopren, karet alam, dll

d.      Gelas : gelas soda, gelas silika, gelas borosilikat

e.       Keramik : alumina, karbida silikon, nitrida silikon dll

f.        Hibrida : komposit, sandwich, foam

2.    Tuliskan sifat sifat dari logam

a.       Dapat ditempa atau diubah bentuk.

b.       Penghantar listrik dan panas.

c.       Keras,tahan goresan,potongan atau keausan.

d.       Kenyal,kuat,liat.

e.       Titik cair tinggi.

3.    Tuliskan yang dimaksud dengan  logam ferro dan tuliskan macam dan sifatnya

Logam yang mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya

a.    BESI TUANG (FE + 4%C) Sifat: rapuh, tidak dapat ditempa, baik untuk dituang Penggunaan: alas mesin, badan ragum, blok silinder

b.    Besi tempa (99%Fe) sifat: liat, dapat ditempa, tidak dapat dituang penggunaan: rantai jangkar, kait keran

c.    Baja Karbon Rendah (BCR) Kadar karbon 0 – 0,3% sifat: dapat ditempa, liat penggunaan: mur, sekrup

d.    Baja Karbon Sedang (BCS) Kadar karbon : 0,3 – 0,45% sifat: lebih kenyal dan keras penggunaan: benda kerja tempa berat, poros

e.    Baja Karbon Tinggi (BCT) kadar karbon : 0,45 – 1,7% sifat: dapat ditempa, dapat disepuh keras penggunaan: kikir, pahat, gergaji

f.    Baja Karbon Tinggi dengan Campuran Baja karbon tinggi ditambah Nikel, Kobal, Krom atau tungsten sifat: rapuh tetapi tahan terhadap suhu tinggi penggunaan: mesin bubut dan alat-alat permesinan lainnya

4.    Apa yang dimaksud dengan metalloid dan tuliskan sifat sifatnya

Suatu bahan yang menyerupai logam

Sifat-sifat metaloid:

1.   Memiliki sifat baik sebagai logam maupun nonlogam

2.  Lebih rapuh daripada logam, kurang rapuh dibandingkan dengan nonlogam

3.   Umumnya bersifat semikonduktor terhadap listrik

4.   Beberapa metaloid berkilauan seperti logam

Contoh :

 Karbon   : Membuat lapisan pada kampas kopling

 Fosfor    : Pembuatan pupuk

Silikon   : pembuatan transistor, chips, komputer dan sel surya

5.    Tuliskan yang dimaksud dengan non ferro dan jelaskan cirri cirinnya berikut contoh

Adalah suatu bahan yang tidak mengandung besi. Ciri-ciri logam non ferro

Tahan terhadap korosiDaya hantar listrik baik

Mudah dibentuk Dikelompokkan menjadi : Logam berat: Ni,Zn,Cu,Sn,P-Logam mulia/murni : emas,perak,platina.Logam ringan : Al, Ba, KLogam refraktori/tahan api : Ti, Mo, W, Zr-Logam radioaktif : radium,uranium.

6.    Tuliskan sifat sifat dari non logam

Pengertian Bukan Logam.Adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat:

 Elastis/karet Cair/pelumas. Bersifat bahan isolator. Peka terhadap api.Tidak dapat terbakar/asbesMudah pecah/keramik.

7.    Tuliskan manfaat dari non logam

Penggunaan bahan non logam Bahan perapat/paking. Bahan isolasi listrik.

Bahan Isolasi panasBahan pelumas.Bahan perekat Bahan penyekat Bahan perpak.

Pertemuan kedua

1.     Jelaskan manfaat dari pemurnian besi

pemurnian untuk mendapatkan konsentrasi biji  yang  lebih  tinggi  (25  -  40%).  Proses  pemurnian  ini  dilakukan dengan metode : crushing, screening, dan washing (pencucian). Untuk meningkatkan kemurnian menjadi lebih tinggi (60 - 65%)  .pellet   biji   besi   dipanaskan    melalui   proses sinter/pemanasan hingga  temperatur  1300   oC   agar  pellet tersebut menjadi keras dan kuat sehingga tidak mudah rontok.

2.    Tuliskan 4 macam biji besi

a.    hematite (Fe2O3)

b.    magnetite (Fe3O4)

c.    limonite (Fe2O3)

d.    siderite (Fe2CO3).

3.    Tuliskan pengertian dari reduksi dalam pemurnian besi

Tujuan proses reduksi adalah untuk menghilangkan ikatan oksigen dari biji besi. Proses reduksi ini memerlukan gas reduktor seperti hidrogen atau gas karbon monoksida (CO).

4.    Jelaskan proses reduksi langsung

Gas reduktor yang dipakai biasanya berupa gas hidrogen atau gas CO yang dapat dihasilkan melalui pemanasan gas alam cair (LNG) dengan uap air didalam suatu reaktor yaitu melalui reaksi kimia

CH4  +  H2O                               CO  +  3H2 (gas hidro    (uap air-                         (gas reduktor)

karbon)        panas)

Dengan menggunakan gas CO atau hidrogen dari persamaan diatas maka proses reduksi terhadap pellet biji besi dapat dicapai melalui reaksi kimia berikut ini :

Fe2O3 + 3H2                              2Fe  +  3H2O (pellet)         (gas hidrogen)              (Besi-     (uap air)

spons)

atau

Fe2O3 + 3CO                                2Fe  +  3CO2

5.    Jelaskan proses peleburan besi tuang

Peleburan besi tuang dilakukan dalam tungku yang disebut : Kupola.

Bentuk dan konstruksi Kupola tersebut hampir sama dengan konstruksi tanur tinggi (blast furnace)  Bahan baku yang dilebur = ingot besi kasar yang dihasilkan dari proses tanur tinggi, ditambah dengan skrap baja ataupun skrap besi tuang (return scrap).

penambahan  bahan-bahan  seperti  ferosilikon (FeSi) dan feromangan (FeMn)  dilakukan untuk menaikkan kembali kadar Si dan Mn dalam besi tuang karena sebagian dari kedua unsur tersebut biasanya berkurang (hilang) akibat oksidasi pada saat peleburan.

Bahan bakar  kokas dimasukan ke dalam Kupola selang seling dengan muatan logam. Proses pembakaran terjadi dengan meniupkan udara ke dalam Kupola dengan menggunakan  Blower.  Untuk  mendapatkan  proses  peleburan  yang baik maka perbandingan antara muatan logam, bahan bakar dan kebutuhan udara harus dijaga sebaik mungkin.

ke  dalam  Kupola  juga  ditambahkan  sejumlah  batu  kapur. Bahan ini dapat membantu pembentukan terak (slag) yang dapat mengikat kotoran-kotoran sehingga memisahkannya dari besi cair.

Proses peleburan besi tuang dengan Kupola biasanya terjadi secara kontinyu artinya begitu muatan logam mencair maka langsung mengalir   keluar   tungku.   Logam   cair   yang   keluar   dari   Kupola ditampung pada alat perapian depan (forehearth) yang kemudian diangkut dengan menggunakan ladel untuk dituang ke dalam cetakan. Dengan proses peleburan seperti itu maka sering kali mempersulit untuk melakukan pengaturan komposisi kimia. sehingga memberikan variasi pula terhadap kualitas produk yang dibuat.

kekurangan  l proses  peleburan dengan Kupola yaitu logam cair mudah mengalami kontaminasi oleh sulfur atau unsur-unsur lainnya yang disebabkan oleh bahan bakar kokas. Pengotoran karena sulfur ini dapat menurunkan sifat-sifat besi tuang.

Karena  kekurangan-kekurangan  di  atas,   banyak   pabrik   pengecoran   menggunakan   tungku   listrik   untuk menggantikan Kupola.

Dalam pemakaian di industri, ada tiga jenis besi tuang yang banyak digunakan, yaitu : besi tuang kelabu (grey cast iron), besi tuang ulet atau besi tuang nodular (nodular cast iron) dan besi tuang putih  (white  cast  iron).  Ketiga  jenis  besi  tuang  ini  mempunyai komposisi kimia yang hampir sama yaitu : 2,55 - 3,5 %C, 1-3 %Si, Mn kurang dari 1% sedangkan S dan P dibatasi antara 0,05-0,10 % (maksimum).

Walaupun komposisi kimianya hampir sama, tetapi karena prosesnya berbeda maka struktur dan sifat-sifat dari ketiga besi tuang tersebut berbeda.

6.    Jelaskan proses peleburan baja

Proses peleburan dapat dilakukan pada tungku BOF (Basic Oxygen Furnace) atau pada tungku busur listrik (Electric Arc Furnace atau disingkat EAF). Tanpa memperhatikan tungku atau proses yang diterapkan, proses peleburan baja pada umumnya mempunyai tiga tujuan utama, yaitu :

- mengurangi sebanyak mungkin bahan-bahan impuritas.

- mengatur kadar karbon agar sesuai dengan tingkat grade/spesifikasi baja yang diinginkan. menambah elemen-elemen pemadu yang diinginkan.

7.    Jelaskan proses peleburan baja BOF

Proses ini termasuk proses yang paling baru dalm industri pembuatan baja.  konstruksi BOF   relatif   sederhana,   bagian   luarnya   dibuat   dari   pelat   baja sedangkan dinding bagian dalamnya dibuat dari bata tahan api (firebrick). Kapasitas BOF ini biasanya bervariasi antara 35 ton sampai dengan 200 ton.

Bahan-bahan utama yang digunakan dalam proses peleburan dengan BOF adalah : besi kasar cair (65-85%), skrap baja (15-35%), batu kapur dan gas oksigen (kemurnian 99,5%). Keunggulan proses BOF dibandingkan proses pembuatan baja lainnya adalah dari segi waktu peleburannya yang relatif singkat yaitu hanya berkisar sekitar 60 menit untuk setiap proses peleburan

8.    Jelaskan proses peleburan baja EAF

Proses peleburan dalam EAF ini menggunakan energi listrik

Konstruksi tungku ini ditunjukkan dalam gambar 8. Panas dihasilkan dari busur listrik yang terjadi pada ujung bawah dari elektroda. Energi panas yang terjadi sangat tergantung pada jarak antara elektroda dengan muatan logam di dalam tungku. Bahan elektroda biasanya dibuat  dari  karbon  atau  grafit.  Kapasitas  tungku  EAF  ini  dapat berkisar  antara  2  -  200  ton  dengan  waktu  peleburannya  berkisar antara 3 - 6 jam.

Bahan baku yang dilebur biasanya berupa besi spons (sponge iron) yang dicampur dengan skrap baja. Penggunaan besi spons dimaksudkan  untuk  menghasilkan  kualitas  baja  yang  lebih  baik. Tetapi dalam banyak hal (terutama untuk pertimbangan biaya) bahan baku yang dilebur seluruhnya berupa skrap baja, karena skrap baja lebih murah dibandingkan dengan besi spons.

Pertemuan ketiga

1.     Jelaskan secara tertulis yang dimaksud dengan pembentukan logam dalam keadaan panas, berikan beberapa contoh

Pembentukan logam dalam keadaan panas adalah logam di bentuk dalam keadan panas contohnya , tempa, rolling

2.    Jelaskan secara tertulis yang dimaksud dengan pembentukan logam dalam keadaan dingin berikan beberapa contoh

Pembentukan logam dalam keadaan dingin dilakukan benda kerja dalam suhu kamar atau ruang contohnya pembentukan dengan mesin bubut,frais,sekrap dll

3.    Jelaskan secara tertulis kegunaan dari mesin bubut

Mesin bubut digunakan untuk membuat benda benda berbentuk silinder

4.    Tuliskan komponen mesin yang dapat dibuat menggunakan mesin bubut

Poros, membuat ulir, poros bertingkat, silinder bore

5.    Tuliskan komponen utama  mesin bubut

Tool post, eretan, meja mesin, cekam, kepala lepas, sumbu utama

 Pertemuan ke empat

1.     Jelaskan secara tertulis kegunaan dari mesin frais

Mesin frais digunakan untuk membuat roda gigi, membuat alur, membuat lubang, meratakan permukaan

2.    Jelaskan secara tertulis prinsip kerja dari mesin frais

Mesin frais prinsip kerjanya adalah cutter yang berputar , untuk membuat roda gigi profil cutter sangat menentukan bentuk roda gigi yang di hasilkan, begitu juga dalam pembuatan alur

3.    Jelaskan secara tertulis jenis jenis mesin frais

a.    Mesin frais vertical

b.    Mesin frais horizontal

c.    Mesin frais universal

4.    Jelaskan secara tertulis kegunaan dari mesin sekrap

Mesin sekrap digunakan untuk membuat alur, meratakan permukaan dan pekerjaan yang membutuhkan gerakan pemotongan maju mundur

5.    Jelaskan secara tertulis prinsip kerja dari mesin sekrap

Pada mesin sekrap pisau bergerak maju mundur yang digunakan untuk memotong benda kerja, gerakan maju mundur pahat bias diatur jaraknya sehingga akan memotong benda kerja sesuai dengan yang kita inginkan