TEKNIK

MOMEN KOPEL DAN MOMEN GAYA

Momen Kopel 

Momen kopel dinotasikan dengan M, satuannya N.m. Kopel adalah pasangan dua buah gaya sama besar berlawanan arah dan sejajar. Besarnya kopel dinyatakan dengan momen kopel (M). Momen Kopel adalah hasil kali salah satu gaya dengan jarak antara kedua gaya. Momen kopel merupakan besaran vektor dengan satuan N.m. Pengaruh kopel terhadap suatu benda dapat menyebabkan benda berotasi.  Momen Kopel positif : searah dengan putaran jarum jam
Momen Kopel negatif  : berlawanan arah dengan putaran jarum jam 

Keterangan:

M         =  Momen kopel, satuannya  N.m

F          =  Gaya, satuannya newton (N)

d           =  jarak antara kedua gaya, satuannya meter (m) 

Ø  Contoh penerapan penggunaan kopel dalam kehidupan sehari-hari adalah pada prinsip kerja motor bakar :  

    

Prinsip Kerja :

1. TMA (Titik Mati Atas) atau TDC ( Top Dead Centre), posisi piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik palng  jauh dari poros engkol (cranksaft)
2. TMB (Ttik Mati Bawah atau BDC (Botton Dead Centre), posisi piston berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft)
3. Ruang bilas yaitu ruangan dibawah piston dimana terdapat poros engkol (crankshaft), sering disebut dengan bak engkol (crankcase) berfungsi gas hasil campuran udara, bahan bakar dan pelumas bisa tercampur lebih merata.
4. Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.

Contoh Soal

Sebuah motor bakar torak dengan silinder tunggal mempunyai panjang langkah torak 200 mm, dan panjang batang penghubung 350 mm ( yaitu jarak antara pusat pena torak dan pusat pena engkol). Bila pada posisi seperti pada gambar batang penghubung di kenai beban kompresi P sebesar 22,5 kN, hitung momen akibat gaya P terhadap pusat poros engkol. 

Pemecahan masalah :

Langkah torak ialah panjang litasan yang di ukur pada saat engkol pada posisi 0 dan 180

2r = 200 mm,r =100 mm

L = 350 mm

P segaris dengan sumbu batang penghubung.

Beban P segaris dengan garis CB dengan prinsip trasmibilitas gaya P  digeser ke B dan diuraikan dalam arah x dan y.

Px = P cos 0 ,Py = P sin 0

AB = r, CB = L , a= 90-30 =60

LihatABC;

Sin 0  =(rsin a)/L,0=arc sin ((r sin a)/L)

0=arc sin ((100 sin 60)/350))=14 19’

Ma =Px r sin0 +Py r cos 0

Px = 22,5 cos 1419’=21,8 kN

Py =22,5 sin 1419’ =5,6 kN

Ma = 2168 kN .mm =2168N.m

Keseimbangan Partikel

Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang, bila jumlah aljabar gaya-gaya yang bekerja pada partikel tersebut nol.

Syarat keseimbangan partikel adalah :

F = 0 Jika partikel terletak pada bidang XY

 maka syarat keseimbangan : FX = 0 dan FY = 0 

Momen Gaya

Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen.
Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya. Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif, sedangkan momen gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif.
Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya, maka resultan momen gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya. 

Kopel dan Momen Kopel

Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar dan berlawanan arah. Kopel yang bekerja pada suatu benda tidak menyebabkan benda itu bergerak translasi, tetapi hanya menyebabkan benda berputar terhadap porosnya. Momen kopel adalah perkalian silang antara gaya dengan jarak tegak lurus antara kedua garis kerja gaya tersebut.

M = F x l

Syarat keseimbangan statik benda tegar

Suatu benda tegar berada dalam keseimbangan statik bila dipenuhi resultan gaya dan resultan momen gaya terhadap satu titik sembarang sama dengan nol dan benda dalam keadaan diam.

Titik Berat

Tiap benda terdiri atas bagian-bagian kecil yang masing-masing memiliki berat. Apabila seluruh bagian-bagian kecil tersebut dijumlah akan didapat sebuah gaya berat. Titik tangkap gaya berat suatu benda disebut titik berat. Titik berat tidak selalu bekerja di dalam benda, tetapi dapat pula bekerja di luar benda.

Macam-macam Keseimbangan

Jenis keseimbangan statis dapat dibagi menjadi tiga yaitu :

Ø  Keseimbangan stabil (Mantap)

adalah keseimbangan yang dialami benda jika setelah gangguan kecil yang dialami benda dihilangkan maka benda kembali ke posisi keseimbangannya semula. Keseimbangan stabil dapat dipandang sebagai keseimbangan yang dimiliki benda jika gangguan kecil yang dialaminya menaikkan titik beratnya atau energi potensialnya.

Ø  Keseimbangan Indiferent (Netral)

adalah keseimbangan yang dialami benda, jika gangguan kecil yang dialami benda tidak mengubah posisi benda.

Keseimbangan Indiferent dapat dipandang sebagai keseimbangan yang dimiliki benda, jika gangguan kecil tidak mengubah letak titik beratnya.

Ø  Keseimbangan labil ( Goyah )

adalah keseimbangan yang dialami benda jika setelah gangguan kecil yang dialami benda dihilangkan maka benda tidak kembali keposisi keseimbangannya semula melainkan meningkatkan gangguan tersebut. Keseimbangan labil dapat dipandang sebagai keseimbangan yang dimiliki benda jika gangguan kecil yang dialaminya menurunkan titik beratnya atau energi potensialnya.