elemen mesin

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.