Isi
Saat mendesain struktur seperti bangunan atau jembatan, penting untuk memahami banyak gaya yang diterapkan pada elemen struktural seperti balok dan batang. Dua kekuatan struktural yang sangat penting adalah defleksi dan ketegangan. Ketegangan adalah besarnya gaya yang diterapkan pada batang, sedangkan defleksi adalah jumlah batang yang dipindahkan di bawah beban. Pengetahuan tentang konsep-konsep ini akan menentukan seberapa stabil struktur akan, dan seberapa layak menggunakan bahan-bahan tertentu ketika membangun struktur.
Ketegangan pada Tongkat
Gambarlah diagram batang dan buat sistem koordinat (mis. Gaya yang diterapkan ke kanan adalah "positif," gaya yang diterapkan ke kiri adalah "negatif").
Beri label semua gaya yang diterapkan pada objek dengan panah yang menunjuk ke arah gaya yang diterapkan. Inilah yang dikenal sebagai "diagram benda bebas".
Pisahkan kekuatan menjadi komponen horisontal dan vertikal. Jika gaya diterapkan pada sudut, gambarkan segitiga kanan dengan gaya yang bertindak sebagai sisi miring. Gunakan aturan trigonometri untuk menemukan sisi yang berdekatan dan berlawanan, yang akan menjadi komponen gaya horisontal dan vertikal.
Untuk menemukan tegangan yang dihasilkan, jumlahkan gaya total pada batang dalam arah horizontal dan vertikal.
Lendutan Batang
Temukan momen lengkung batang. Ini ditemukan dengan mengurangi panjang batang L dengan variabel posisi z, dan kemudian mengalikan hasilnya dengan gaya vertikal yang diterapkan pada batang - dilambangkan dengan variabel F. Rumus untuk ini adalah M = F x (L - z).
Lipat gandakan modulus elastisitas balok dengan momen inersia balok terhadap sumbu non-simetris.
Bagilah momen tekuk batang dari Langkah 1 dengan hasil dari Langkah 2. Hasil selanjutnya akan menjadi fungsi dari posisi sepanjang batang (diberikan oleh variabel z).
Integrasikan fungsi dari Langkah 3 sehubungan dengan z, dengan batas integrasi adalah 0 dan L, panjang batang.
Integrasikan fungsi yang dihasilkan lagi sehubungan dengan z, dengan batas integrasi lagi mulai dari 0 hingga L, panjang batang.