Gaya

A. Pendahuluan

   Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari gaya-gaya yang bekerja di sekelilingnya. Mulai dari benda mati yang memiliki berat sendiri, sampai pada benda bergerak yang disebabkan bekerjanya gaya pada benda tersebut.

   Dalam ilmu mekanika teknik kita akan mempelajari hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu struktur dengan perilaku struktur akibat gaya tersebut. Sehingga atas dasar itu maka untuk mempelajari mekanika teknik terlebih dahulu perlu diketahui tentang definisi dari gaya serta sifat-sifat dari gaya

B. Pengertian Gaya

   Apabila suatu benda dari keadaan diam menjadi bergerak, maka dalam benda itu terdapat suatu gaya yang bekerja.

Jadi gaya adalah suatu besaran yang menyebabkan perubahan gerak pada suatu benda. Jika gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda dan menyebabkan benda tersebut diam maka dikatakan bahwa gaya-gaya tadi dalam keadaan setimbang.

   Dalam teknik bangunan, gaya berasal dari bangunan itu sendiri, seperti: berat benda di atasnya atau yang menempelnya, tekanan angin, gempa, perubahan suhu dan pengaruh pengerjaan

   Gaya tidak dapat dilihat dengan mata tetatpi akibat dari gaya itu dapat dilihat pengaruhnya dimana gaya tersebut bekerja. Gaya mempunyai besaran dan arah. Gaya digambarkan sebagai sebuah vektor, dimana arahnya ditunjukan dengan anak panah dan panjang vektor menunjukkan besarnya.

Jadi suatu gaya selalu mempunyai :

• Besaran

• Titik tangkap

• Arah

   Gaya dapat digambarkan dalam bentuk garis (atau kumpulan garis) yang memiliki dimensi besar, garis kerja, arah kerja dan titik tangkap. Gaya-gaya biasanya disimbolkan dengan huruf F atau P

• Garis kerja gaya adalah garis kerja yang dilalui gaya sesuai arah gaya

• Titik tangkap gaya adalah titik dimana gaya mulai bekerja

• Besar gaya ditunjukkan dengan skala gaya

• Arah gaya ditunjukkan dengan panah melalui sudutnya.

   Satuan gaya menurut Sistem Internasional (SI): Newton/Kgf, Menurut sistem Inggris : Pound (lb) dan menurut sistem Indonesia ; Kg atau Ton.

Untuk menggambar gaya selalu digunakan skala gaya yang dituliskan :

   Apabila terdapat bermacam-macam gaya bekerja pada suatu benda, maka gaya-gaya tersebut dapat digantikan oleh satu gaya yang memberi pengaruh sama seperti yang dihasilkan dari bermacam-macam gaya tersebut, yang disebut sebagai resultan gaya.

Contoh :

Gambarkan gaya yang besarnya 60 kg jika skala gaya 1 cm = 15 Kg

Jawab

C. Komposisi Gaya

Pada  suatu  struktur  mungkin  bekerja  lebih  dari  satu  gaya  dan  susunannya  juga bermacam-macam, berbagai kemungkinan komposisi gaya antara lain :

1. Gaya-gaya kolinear, adalah gaya-gaya yang garis kerjanya terletak pada satu garis lurus.

Dalam statika kita mengenal 2 dalil dasar yaitu :

Dalil I : Dua buah gaya sama besar dan bekerja pada satu garis kerja dengan arah berlawanan maka dua gaya tersebut dalam keadaan setimbang (Jumlah = 0)

a. Dua gaya saling menarik sama besar

 

-K2 = K1 sehingga K1 + K2 = - K2 + K2 = 0

b. Dua gaya saling menekan sama besar

 

K3 = - K4 sehingga K3 + K4 = - K4 + K4 = 0

2. Gaya-gaya konkuren, adalah gaya-gaya yang garis kerjanya berpotongan melalui suatu titik.

Dalil 2 : Dua buah gaya bekerja pada suatu benda dan saling membentuk sudut maka kedua gaya tersebut dapat diganti dengan suatu gaya pengganti.

Contoh

Keterangan :

A adalah tempat gaya K1 dan K2 bekerja

R adalah resultante atau gaya pengganti dari K1 dan K2 yang membentuk sudut 90 o

Jadi gaya K1 dan K2 dapat diganti dengan Ö R  yang membentuk sudut α

3. Gaya-gaya  nonkonkuren,  adalah  gaya-gaya  yang  garis  kerjanya  berpotongan dengan yang lain tidak pada satu titik.

Contoh

4. Gaya-gaya sejajar, adalah gaya-gaya yang garis kerjanya sejajar satu sama lain.

Sebuah gaya dapat dipindahkan ke sepanjang garis kerjanya asalkan tidak mengubah arah dan besarnya.

Contoh

Satu gaya K dipndahkan menjadi gaya K’ dan K” dengan arah dan besar tetap