Statika adalah salah satu cabang dari mekanika teknik yang berhubungan
dengan analisis gaya-gaya yang bekerja pada sistem struktur yang dalam
keadaan diam/statis dan setimbang. Gaya-gaya yang dimaksud disini pada
umumnya termasuk gaya itu sendiri dan juga momen. Di dalam statika,
sistem struktur diidealisasikan/dianggap sangat kaku sehingga pengaruh
dari lendutan tidak diperhatikan. Ilmu statika umumnya merupakan salah
satu mata kuliah bidang teknik pertama yang diberikan di level
universitas. Prinsip-prinsip yang dipelajari dalam statika cukup
mendasar dan mudah dipahami, hanya memerlukan sedikit dari hukum-hukum
fisika mekanika dan matematika dasar. Akan tetapi, karena bidang teknik
adalah bidang yang mengaplikasikan teori ke dalam dunia praktis, banyak
penyederhanaan yang harus dilakukan sebelum suatu struktur bisa
dianalisis dengan ilmu statika. Ini yang kadang membuat statika sulit
untuk dipahami oleh sebagian orang. Elemen-elemen struktur yang dibahas
dalam statika sudah berupa model dari bangunan fisik. Sedangkan
pemodelan itu sendiri tidak secara terinci dibahas dalam statika, karena
memerlukan tingkat pengetahuan yang lebih tinggi dan juga pengalaman.
Perlu ditekankan disini bahwa meskipun dalam statika hanya membahas
hal-hal yang relatif mudah, bukan berarti pengetahuan yang didapat
disini tidak ada pengaplikasiannya di dunia kerja. Banyak
struktur-struktur penting yang telah berhasil dibangun dan beroperasi
hanya dengan mengunakan prinsip-prinsip statika. Gambar-gambar berikut
adalah contoh-contoh struktur jembatan yang didesain dengan menggunakan
konsep-konsep dasar yang pelajari dalam statika.
Konsep dasar dari statika adalah kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja
pada suatu struktur. Artinya semua gaya-gaya yang bekerja pada suatu
struktur adalah dalam keadaan setimbang, baik struktur itu ditinjau
secara keseluruhan maupun sebagian. Jadi hukum Newton ketiga, yaitu jika
ada aksi maka akan diimbangi oleh reaksi. Artinya jumlah gaya-gaya yang
bekerja adalah nol. Berikut akan kita coba bahas hal-hal penting
di dalam statika seperti gaya, momen, free-body diagram.
Gaya
Gaya adalah besaran yang bertendensi mendorong/merubah bentuk objek yang
dikenakan dalam arah gaya tersebut bekerja. Sebagai sebuah vektor, gaya
mempunyai tiga karakteristik, yaitu besarnya, arahnya dan juga
titik/lokasi bekerjanya yang biasanya direpresentasikan garis bertanda
panah seperti terlihat pada gambar dibawah ini. Titik aplikasi bisa
direpresentasikan oleh pangkal atau ujung/kepala dari gambar anak panah.
Artinya jika satu atau lebih dari tiga karakteristik ini dirubah, maka
efeknya terhadap objek yang dikenakan gaya tersebut akan berubah juga.
Besarnya gaya jelas pengaruhnya. Sebagai contoh, kalau kita berusaha
mendorong mobil yang relative besar sendirian, kemungkinan besar mobil
tidak bergerak karena gaya yang kita berikan ke mobil tidak cukup besar.
Tetapi jika kita minta bantuan dua orang lagi untuk membantu mendorong
mobil, maka besar kemungkinan mobil bisa didorong oleh tiga orang
tersebut karena gaya yang ditimbulkan oleh ketiga orang tersebut lebih
besar dibandingkan dengan gaya yang dihasilkan oleh satu orang. Arah
dari gaya jelas mempunyai efek terhadap benda yang dikenai gaya tersebut
seperti terlihat pada gambar dibawah ini dimana sebuah gaya
diaplikasikan terhadap sebuah peti dalam dua arah berbeda, horisontal
dan vertikal. Walaupun kedua gaya tersebut mempunyai besar dan titik
aplikasi yang sama, akan tetapi reaksi peti tersebut terhadap gaya
horisontal akan berbeda jika dibandingkan dengan reaksi terhadap gaya
vertikal.
Sedangkan titik aplikasi bisa di gambarkan sebagai berikut dimana sebuah
jembatan sederhana yang didukung oleh tumpuan kiri dan tumpuan kanan.
Jika gaya yang bekerja posisinya dekat dengan tumpuan yang sebelah kiri
(gaya direpresentasikan oleh garis penuh) maka kita dapat merasakan
bahwa tumpuan yang kiri akan menerima gaya yang lebih besar dari tumpuan
yang sebelah kanan. Sebaliknya jika gaya yang bekerja dekat dengan
tumpuan yang sebelah kanan (gaya direpresentasikan oleh garis
putus-putus) maka tumpuan sebelah kanan yang akan
menerima gaya yang lebih besar. Disini terlihat bagaimana merubah titik
aplikasi dari gaya merubah reaksi yang terjadi dari sistem struktur.
Momen
Momen adalah besarnya tendensi dari suatu gaya untuk memutar suatu
objek/benda terhadap suatu titik. Dalam bentuk skalar, besarnya momen
adalah gaya dikali lengan momen yang merupakan jarak tegak lurus antara
titik yang ditinjau dan garis kerja gayanya. Gambar berikut
mengilustrasikan sebuah moment.
Jadi besarnya momen tergantung pada dua faktor, yaitu lengan momen dan
gaya yang bekerja. Jika gaya yang bekerja besarnya tetap, maka besarnya
momen akan berbanding lurus dengan lengan momen. Lengan momen besar,
maka momen yang dihasilkan juga besar dan sebaliknya.
Jadi jelas di sini bahwa dalam statika kita mempelajari analisis
gaya-gaya, baik gaya-gaya yang bekerja maupun gaya-gaya dalam. Untuk
menggeluti bidang teknik pada umumnya dan bidang tehnik sipil pada
khususnya memerlukan latar belakang yang kuat dalam bidang fisika
mekanika dan juga matematika. Selain itu juga diperlukan kreativitas
yang tinggi sehingga memecahkan persoalan dan juga menghasilkan
inovasi-inovasi dan/penemuan yang bermanfaat.
0 komentar:
Posting Komentar