TUGAS 1
|
OLEH :
|
ELEMEN MESIN
|
NAMA:
KHOIRUMANSYAH
NPM:
JURUSAN: TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ISLAM SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
BAB 1
PENELITIAN YANG
BERHUBUNGAN DENGAN TEGANGAN
A.
PENDAHULUAN
Pengertian Tegangan
Hukum Newton
pertama tentang aksi dan reaksi, bila sebuah balok terletak di atas lantai,
balok akan memberikan aksi pada lantai, demikian pula sebaliknya lantai akan
memberikan reaksi yang sama, sehingga benda dalam keadaan setimbang. Gaya aksi
sepusat (F) dan gaya reaksi (F”) dari bawah akan bekerja pada setiap penampang
balok tersebut. Jika kita ambil penampang A-A dari balok, gaya sepusat (F) yang
arahnya ke bawah, dan di bawah penampang bekerja gaya reaksinya (F”) yang
arahnya ke atas.Pada bidang penampang tersebut, molekul-molekul di atas dan di
bawah bidang penampang A-A saling tekan menekan, maka setiap satuan luas
penampang menerima beban sebesar: F/A.
Macam-macam
tegangan ada 6:
1.
Tegangan Normal
Tegangan normal terjadi akibat adanya reaksi yang diberikan pada beban.
2.
Tegangan Tarik
Tegangan tarik pada umumnya terjadi pada rantai,tali,paku
keling,dll.Rantai yang diberikan beban W akan mengalami tegangan tarik yang
besarnya tertgantung pada beratnya.
3.
Tegangan Tekan
Tegangan tekan terjadi pada benda yang diberi gaya F yang saling
berlawanan dan terletak dalam satu garis gaya.Tegangan tekan juga terjadi pada
tumbukan/pukulan/benturan,sehingga akibat dari tegangan tekan tersebut
menyababkan retak atau kerusakan pada benda.
4.
Tegangan geser
Tegangan geser terjadi pada suatu
benda yang bekerja dengan dua gaya yang berlawanan arah,tegak lurus sumbu
batang,tidak segaris gaya namun pada penampangnya tidak terjadi momen.
5.
Tegangan Lengkung
Terjadi pada benda atau
beban yang dalam keadaan ditumpu sehingga menimbulkan tegangan lengkung.
6.
Tegangan Puntir
Terjadi pada pengeboran,yang sering
terjadi pada poros roda gigi dan batang-batang torsi pada mobil,juga saat
melakukan pengeboran.
B. PENELITIAN
YANG BERHUBUNGAN DENGAN TEGANGAN
Penelitian
yang akan dibahas pada makalah ini adalah TEGANGAN TEKAN yang terjadi akibat
Benturan atau tumbukan.
Yaitu TEGANGAN TEKAN yang ditimbulkan
benturan asteroid dan bumi.
Seorang
peneliti energi panas bumi dari Universitas Queensland (UQ) telah menemukan
bukti adanya tumbukan besar asteroid yang terjadi lebih dari 300 juta tahun
yang lalu di pedalaman Australia Selatan.
Asteroid,
yang menghasilkan zona kejutan setidaknya selebar 80 km, bisa jadi merupakan
asteroid kedua terbesar yang pernah ditemukan di Australia.
Peneliti
Queensland Geothermal Energy Centre of Excellence UQ, Dr Tonguc Uysal,
menemukan tumbukan asteroid selama studi di Cooper Basin, di mana sumber energi
panas bumi yang besar sedang dikembangkan di Australia, di perbatasan antara
Queensland dan Australia Selatan.
“Saya
melihat bahwa butir kuarsa dalam bebatuan memiliki fitur deformasi planar biasa
yang mengindikasikan telah terkena tekanan tektonik ekstrim atau tumbukan
asteroid besar,” kata Dr Uysal.
Deformasi
bebatuan ini dikonfirmasi sebagai hasil dari tumbukan asteroid melalui
pemeriksaan mikroskopis dari kristal kuarsa dan tes laboratorium lebih lanjut
yang dilakukan oleh Dr Andrew Glikson, dari Universitas Australian National.
“Hasilnya
menunjukkan bahwa baik asteroid yang sangat besar atau sekelompok asteroid
telah mendarat, tetapi kami perlu melakukan tes lebih lanjut untuk
memverifikasi ini,” kata Dr Uysal.
“Tumbukan
asteroid memicu ledakan besar, menyebabkan air tanah mendidih serta menyebabkan
perubahan kimia dan mineralogi pada bebatuan di
sekitarnya.
“Ini mungkin
menyebabkan konsentrasi ulang berbagai elemen penghasil panas yang telah
membuat Cooper Basin menjadi kaya akan sumber energi panas bumi pada saat ini,”
katanya.
Permukaan
tanah yang dihantam asteroid itu kini terkubur di bawah lapisan bebatuan
sedimen, dan Dr Uysal berpendapat bahwa kawah aslinya paling mungkin terkikis.
Dr Uysal
mengatakan, studi lebih lanjut sampel bebatuan dari lubang bor di Cekungan
Cooper memerlukan pemetaan luas wilayah tumbukan yang lebih akurat, yang
diperkirakan minimal selebar 80 km.
Penelitian
lebih lanjut juga memungkinkan estimasi ukuran asteroid yang disebabkan tumbukan.
Asteroid
terbesar di Australia tercatat berada di Woodleigh, timur Shark Bay di Western
Australia, dan menurut Dr Glikson, struktur tumbukan di Woodleigh (120 km
diameter) dihasilkan oleh asteroid selebar enam hingga 12 kilometer, sekitar
360 juta tahun yang lalu.
Dr Uysal dan
Dr Glikson akan mempresentasikan temuan ini pada Konferensi Energi Panas Bumi
di Adelaide Australia, pada tanggal 16-19 November 2010.
“Pemerintah
telah mendanai Pusat untuk mempelajari lebih lanjut tentang potensi bebatuan
kering panas sebagai sumber energi bersih, dan bisa menemukan bukti, kata
Robertson.
Benda luar
angkasa yang menghantam Bumi bisa berbentuk komet (bola es), asteroid (batu raksasa) atau
meteor (batu kecil). Pembahasan berikut berlaku pada ketiganya namun meteor
akan dipakai sebagai wakilnya, karena ia yang paling sering masuk ke Bumi.
Masuk ke
Atmosfer Bumi
Tumbukan
benda luar angkasa (meteor, asteroid, komet) ke Bumi jelas di awali
dengan masuknya benda tersebut ke atmosfer atas. Saat masuk, kecepatannya
berada antara 11 hingga 72 kilometer per detik. Sudut masuknya juga beragam. Mulai dari
samping (menyenggol) atau tegak lurus (menusuk) Bumi. Yang paling mungkin
adalah sudut tumbuk 45 derajat.
Tercelupnya
meteor ke dalam atmosfer akan memperlambat gerakannya. Benda yang kecil akan
sepenuhnya hancur karena gesekan dengan atmosfer sehingga tidak dapat menginjak
tanah. Benda yang cukup besar akan mampu menerobos hingga menghantam permukaan
Bumi dan menghasilkan kawah besar disertai beberapa proses yang mempengaruhi
lingkungan lokal, regional bahkan global.
Pengaruh
lingkungan yang dihasilkan tumbukan terkait erat dengan Energi dari meteor
tersebut. Dan kita telah belajar di SMP kalau Energi ini tentulah energi
kinetik dan karenanya tergantung pada kecepatan dan massa dari meteor tersebut.
Bila meteor tersebut bulat, maka massa tergantung pada kepadatannya dan ukuran
diameternya. Semakin cepat dan semakin besar meteor tersebut akibatnya
energinya semakin tinggi dan dampaknya semakin parah. Untungnya semakin besar
energi yang dimiliki meteor, semakin langka ia menabrak Bumi.
Dalam
separuh perjalanannya dalam atmosfer, meteor mendapatkan geseran (drag)
atmosfer yang bisa menghabisi seluruh meteor bila ukurannya kecil. Kecepatannya
melambat seiring bertambah padatnya atmosfer. Tekanan stagnasi di ujung depan
(wajah) meteor akan meningkat dan berusaha mengkompres meteor dari depan.
Sementara itu tekanan di bagian ekor justru tidak ada sama sekali. Pada
gilirannya, tekanan ini melebihi kekuatan dari meteor dan meteor mulai pecah.
Bila diperhatikan baik-baik, kita mungkin melihat meteor waktu malam meletup
beberapa kali dalam trayeknya. Letupan ini merupakan tahapan pelepasan satu
demi satu tubuh meteor mulai dari yang paling lemah. Bagian meteor yang paling
kuat dan berhasil jatuh ke tanah (meteorit) terlihat 10 kali lebih lemah
daripada saat ia pecah. Saat ini masih misteri mengapa kekuatan ini tidak sama.
Jadi pada
awalnya hanya ada satu meteor besar di luar atmosfer Bumi. Begitu masuk ke
Atmosfer, ia berubah menjadi rombongan jemaah meteor kecil. Yang paling lemah
di belakang, yang paling kuat di depan. Semakin dekat ke permukaan mereka
semakin ramai. Walau begitu ukuran mereka secara total masih kurang dari ukuran
awalnya, karena sebagian materi habis dan energinya juga terlepas di udara. Ada
dua jenis gerombolan meteor ini, satu yang anggotanya terpencar seperti
terompet bunga kembang sepatu. Tipe kedua adalah gerombolan yang terfokus ke
satu titik seperti alas kerucut.
Mendekati
bumi, meteor terbesar dalam rombongan ini akan mengirimkan gelombang kejutnya
ke permukaan tanah. Gelombang ini adalah daerah di depan meteor dimana terjadi
dekompresi antara meteor dan atmosfer. Gelombang kejut ini berlapis. Bagian
terdepannya akan menghantam permukaan bumi dan dipantulkan kembali. Akibatnya,
gelombang pantul ini bertemu dengan gelombang lapis kedua yang menyongsongnya.
Terjadilah suara letupan yang sangat nyaring.
Jadi,tumbukan antara asteroid dengan
bumi merupakan contoh tegangan tekan,
Sehingga saat keduanya terbentur maka
salah satu ada yang pecah atau hancur.
BAB 2
SIMULASI TEGANGAN TEKAN
YANG DITIMBULKAN BENTURAN/PUKULAN/TUMBUKAN
Simulasi
benturan antara Bumi asteroid Aphophis menurut NASA
1.
Gambar diatas atas adalah astriod dan bumi,dimana asteroid bergerak
mendekati bumi.
2.
Gambar diatas adalah asteroid sudah dekat dekat bumi tapi
belum terjadi tumbukan atau tegangan tekan.
3.
Gambar diatas adalah detik-detik asteroid menabrak bumi,tapi belum
terjadi tumbukan.
4.
Gambar diatas adalah
ketika asteroid menabrak bumi,sehingga terjadi tumbukan akibatnya terjadi
tegangan tekan diantara keduanya.
5.
Gambar
diatas adalah akibat adanya tegangan tekan antara asteroid dan bumi,sehingga
asteroid menyebabkan lubang bumi.
6.
Gambar
diatas adalah tegangan tekan yang terjadi akibat tumbukan/benturan antara
asteroid dengan bumi,sehingga akibat dari tegangan itu menyebabkan bekas pada
bumi berupa lubang.