Contoh Soal 2 : Diketahui : Mekanisme poros engkol, dengan dimensi OA = 10 cm dan AB = 25 cm

T2 = 400 Nm

A

S = 2,5 kN 3

O

60o

60o

B

Q=?

4

Tentukan : besar gaya Q agar mekanisme setimbang.

Penyelesaian : Gambar diagram benda bebas dengan skala panjang : ks =

5cm 1cm

F23 A

S 3

F32 A

Batang 3 : 4 besaran tidak diketahui

F43

T2 = 400 Nm F34

O F12 Batang 2 : 4 besaran tidak diketahui

B

B

Q

F14 Batang 4 : 4 besaran tidak diketahui

Lihat Penghubung (batang) 2 & 3 : F32n = gaya normal 32 (║ AO)

F32 diuraikan menjadi :

F32 F32t

F32n A

T2 = 400 Nm

F32t = gaya tangensial 32 (┴ AO) F23t A F23n

S 3 B

O F12

F43

Lihat Penghubung (batang) 2 : F32t ditentukan dengan momen tergadap O : Misalkan arah F32t → A F32t

F32n A

T2 = 400 Nm

Σ MO = 0 F32t x (AO) – 400 = 0 F32t x 0,1 m = 400 Nm F32t = 4.000 N = 4 kN (→ A )

O F12

F23t = - F32t (berlawanan arah). = 4.000 N = 4 kN (← A ).

Lihat Penghubung (batang) 3 : F23n ditentukan dengan momen tergadap B : F23t

Misalkan arah F23n → A

A F23n

Σ MB = 0

S 3

B

F43

F23n (31) + F23t (8) – S(15) = 0 F23n (31) + 4.(8) – 2,5.(15) = 0

F23n =

37 ,5  32 31

= 0,18 kN (→ A )

Poligon Gaya pada Penghubung 3 : F23t A

Dari perhitungan didapat :

F23n

S 3

B

F32t = 4 kN (← A ). F23t = 4 kN (← A ). F23n = 0,18 kN (→ A ) ΣF=0 S + F23t + F23n + F43 = 0

Dari poligon diperoleh :

F23n

F43 = 4,9 kN (→ O) F34 = F43 = 4,9 kN (← O)

F43 F23t

O

S

Skala Gaya kF =

1kN 1cm

F43

Gaya Q diperoleh dari poligon gaya-gaya yang bekerja pada batang/penghubung 4 ΣF=0

Dari poligon diperoleh :

F43 + Q + F14 = 0

F14 = … cm x kF = …. kN (→ O)

Q F34

F14 O

F34

F14

B

Q

Q = 9,8 cm x

0,5kN 1cm

= 4,9 kN ( ← B )