Dasar ilmu teknik mesin. doc

(1)

Batam Institutional Development Project

Paket Pembelajaran dan Penilaian

Kode Unit : BSDC-0204

DASAR ILMU TEKNIK MESIN

(

Fundamentals of Engineering Science

)

(2)

BAB 1 PENGANTAR...1

Selamat Berjumpa di Buku Pedoman ini !...1

Persyaratan Minimal Kemampuan Membaca, Menulis & Berhitung...1

Definisi...1

Berapa Lama Mencapai Kompetensi ?...2

Simbol... 2

Terminologi...2

BAB 2 ARAHAN BAGI PELATIH...5

Peran Pelatih...5

Strategi Penyajian...5

Alat Bantu yang Dibutuhkan untuk Menyajikan Kompetensi Ini...5

Peraturan...6

Sumber-sumber untuk Mendapatkan Informasi Tambahan...6

BAB 3 STANDAR KOMPETENSI...7

Judul Unit...7

Deskripsi Unit...7

Kemampuan Awal...7

Elemen Kompetensi dan Kriteria Unjuk Kerja...7

Variabel...8

Pengetahuan dan Keterampilan Pokok...9

Konteks Penilaian...9

Aspek Penting Penilaian...9

Keterkaitan dengan Unit Lain...9

Kompetensi Kunci yang akan Didemonstrasikan dalam Unit Ini...10

Tingkat Kemampuan yang Harus Ditunjukkan dalam Menguasai Kompetensi ini...10

BAB 4 STRATEGI PENYAJIAN...11

A Rencana Materi...11

B Cara Mengajarkan Standar Kompetensi...13

C Materi Pendukung untuk Pelatih...17

Lembar Informasi...18

Tugas...69

Transparansi...90

BAB 5 CARA MENILAI UNIT INI...102

Apa yang Dimaksud dengan Penilaian ?...102

Apa yang Dimaksud dengan Kompeten?...102

Pengakuan Kompetensi yang Dimiliki...102

Kualifikasi Penilai...102

Ujian yang Disarankan...103

Checklist yang Disarankan Bagi Penilai...108

Lembar Penilaian...109

(3)

`

(4)

BAB 1 PENGANTAR

Selamat Berjumpa di Buku Pedoman ini !

Buku Paket Pembelajaran dan Penilaian ini menggunakan sistem pelatihan berdasarkan kompetensi untuk mengajarkan keterampilan ditempat kerja, yakni suatu cara yang secara nasional sudah disepakati untuk penyampaian keterampilan, sikap dan pengetahuan yang dibutuhkan dalam suatu proses pembelajaran. Penekanan utamanya adalah tentang apa yang dapat dilakukan seseorang setelah mengikuti pelatihan. Salah satu karakteristik yang paling penting dari pelatihan yang berdasarkan kompetensi adalah penguasaan individu secara aktual di tempat kerja.

Pelatih harus menyusun sesi-sesi kegiatannya sesuai dengan :

 kebutuhan peserta pelatihan

 persyaratan-persyaratan organisasi

 waktu yang tersedia untuk pelatihan

 situasi pelatihan.

Strategi penyampaian dan perencanaan sudah dipersiapkan oleh pelatih untuk peserta pelatihan. Masalah yang disarankan akan memberikan suatu indikasi tentang apa yang harus dicantumkan dalam program tersebut untuk memenuhi/mencapai standar kompetensi.

Strategi pembelajaran dan penilaian yang dipersiapkan dalam unit ini tidaklah bersifat wajib namun digunakan sebagai pedoman. Peserta pelatihan didorong untuk memanfaatkan pengetahuan dan pengalaman industri mereka. Contoh-contoh produk industri lokal atau hasil pengembangan sumber-sumber yang mereka miliki, dapat membantu dalam menyesuaikan materi dan memastikan relevansi pelatihan.

Persyaratan Minimal Kemampuan Membaca, Menulis & Berhitung

Untuk melaksanakan pelatihan secara efektif dan agar dapat mencapai standar kompetensi diperlukan tingkat kemampuan minimal dalam membaca, menulis dan menghitung berikut:

Kemampuan

membaca dan

menulis

Kemampuan baca, interpretasi dan membuat teks.

Kemampuan menggabungkan informasi untuk dapat menafsirkan suatu pengertian

Kemampuan

menghitung

Kemampuan minimal untuk menggunakan matematika dan simbol teknik, diagram dan terminologi dalam konteks umum dan yang dapat diprediksi serta dimungkinkan untuk mengkomunikasikan keduanya yaitu antara matematik dan teknik.

Definisi

(5)

Berapa Lama Mencapai Kompetensi ?

Dalam sistem pelatihan berdasarkan kompetensi, fokusnya harus tertuju kepada pencapaian suatu kompeterisi/keahlian, bukan pencapaian pada pemenuhan waktu tertentu; dengan demikian dimungkinkan peserta pelatihan yang berbeda memerlukan waktu yang berbeda pula untuk mencapai suatu kompetensi tertentu

.

Simbol

Dalam keseluruhan paket pelatihan akan kita lihat beberapa simbol. Berikut penjelasan tentang simbol :

Simbol Keterangan

HO

Handout ( Pegangan Peserta )

OHT

Overhead Transparansi yang dapat digunakan

dalam penyampaian materi pelatihan

Penilaian

Penilaian kompetensi yang harus dikuasai

Tugas

Tugas / kegiatan atau aktivitas yang harus diselesaikan.

Terminologi

Akses dan Keadilan

Mengacu kepada fakta bahwa pelatihan harus dapat diakses oleh setiap orang tanpa memandang umur, jenis kelamin, sosial, kultur, agama atau latar belakang pendidikan. Penilaian

Proses formal yang memastikan pelatihan memenuhi standard-standard yang dibutuhkan oleh industri. Proses ini dilaksanakan oleh seorang penilai yang memenuhi syarat (cakap dan berkualitas) dalam kerangka kerja yang sudah disetujui secara Nasional.

Penilai

Seseorang yang telah diakui/ditunjuk oleh industri untuk menilai/menguji para tenaga kerja di suatu area tertentu.

Kompeten

Mampu melakukan pekerjaan dan memiliki keterampilan, pengetahuan dan sikap yang diperlukan untuk melaksanakan pekerjaan secara efektif ditempat kerja serta sesuai dengan standard yang sudah ditetapkan.

Pelatihan Berdasarkan Kompetensi

Pelatihan yang berkaitan dengan kemampuan seseorang dalam menguasai suatu kompetensi/ keahlian secara terukur dan mengacu pada standard yang sudah ditetapkan.

Aspek Penting Penilaian

(6)

Menerangkan fokus penilaian dan poin-poin utama yang mendasari suatu penilaian. Konteks Penilaian

Menetapkan dimana, bagaimana dan dengan metode apa penilaian akan dilaksanakan. Elemen Kompetensi

Elemen atau Sub-Kompetensi adalah keterampilan-keterampilan yang membangun suatu unit kompetensi.

Acuan Penilaian

Acuan penilaian adalah garis pedoman tentang bagaimana sebuah unit kompetensi harus dinilai.

Adil

Tidak merugikan para peserta tertentu. Fleksibel

Tidak ada pendekatan tunggal terhadap penyampaian dan penilaian unjuk kerja dalam sistem pelatihan berdasarkan kompetensi.

Penilaian Formatif

Kegiatan penilaian berskala kecil yang dilakukan selama pelatihan, yaitu untuk membantu dalam memastikan bahwa pelajaran dilaksanakan secara baik dan adanya umpan balik kepada peserta tentang kemajuan yang mereka capai.

Kompetensi Kunci

Kompetensi yang menopang seluruh unjuk kerja dalam suatu pekerjaan. Ini meliputi: mengumpulkan, menganalisis, mengorganisasikan dan mengkomunikasikan ide-ide dan informasi, merencanakan dan mengorganisasikan aktifitas, bekerja dengan orang lain dalam sebuah tim, memecahkan masalah penggunaan teknologi, menggunakan ide-ide teknik-matematis .

Kompetensi-kompetensi ini digolongkan ke dalam tingkat yang berbeda sebagai berikut: Tingkat kemampuan yang harus ditunjukkan dalam menguasai kompetensi ini

Tingkat Karakteristik

1 Tugas-tugas rutin dalam prosedur sudah tercapai dan secara periodik kemajuannya diperiksa oleh supervisor.

2 Tugas-tugas yang Iebih luas dan lebih kompleks dengan peningkatan kemampuan diri untuk menangani pekerjaan secara otonomi. Supervisor melakukan pengecekan-pengecekan atas penyelesaian pekerjaan.

3 Bertanggung jawab atas aktifitas-aktifitas yang kompleks dan non-rutin yang diarahkan dan bertanggung jawab atas pekerjaan orang lain.

Strategi Penyajian

Strategi panyajian adalah dengan menyediakan informasi yang diperlukan tentang bagaimana melaksanakan pelatihan berdasarkan program yang dilaksanakan di tempat kerja dan/atau di tempat pelatihan/ organisasi yang bersangkutan.

(7)

Menerangkan peran suatu unit dan tempatnya dalam susunan kompetensi yang ditetapkan oleh industri. Hal ini juga memberikan pedoman tentang unit lain yang dapat dinilai bersama. Standar Kompetensi Nasional

Kompetensi-kompetensi yang sudah disepakati secara nasional dan standar-standar penampilan kerja yang dijadikan acuan oleh segala fihak dalam melakukan suatu pekerjaan. Kriteria Unjuk kerja

Kriteria-kriteria atau patokan yang digunakan untuk menilai apakah seseorang sudah mencapai suatu kompetensi dalam suatu unit kompetensi.

Variabel

Penjelasan tentang rincian tempat pelatihan dengan perbedaan konteks yang mungkin dapat diterapkan pada suatu unit kompetensi tertentu.

Reliabel

Menggunakan metode-rnetode dan prosedur-prosedur yang menguatkan terhadap standar kompetensi dan tingkatannya diinterpretasikan serta diterapkan secara konsisten kepada seluruh konteks dan seluruh peserta pelatihan.

Valid

Penilàian terhadap fakta-fakta dan kriteria unjuk kerja yang sama akan menghasilkan hasil akhir penilaian yang sama dari penilai yang berbeda.

Pengakuan Kemampuan yang Dimiliki (RCC- Recognition of Current Competence) Pengakuan akan keterampilan, pengetahuan dan kemampuan sesseorang yang telah dicapainya. (lihat RPL)

Pengakuan Terhadap Pengalaman Belajar (RPL- Recognition of Prior Learning)

Pengakuan terhadap hasil belajar sebelum mempelajari suatu unit kompetensi untuk mendukung pencapaian unit kompetensi tersebut. Hal tersebut biasanya adalah kompetensi yang berkaitan dengan standar kompetensi industi dan juga berkaitan dengan pembelajaran dan pelatihan sebelumnya. (lihat RCC)

Penilaian Sumatif

Penilaian ini dilakukan setetah pelatihan unit kompetensi selesai, yakni untuk memastikan bahwa peserta pelatihan sudah mencapai kriteria unjuk kerja.

Peserta

Orang yang menerima / mengikuti pelatihan. Pelatih

Orang yang memberikan pelatihan. Pengetahuan dan Keterampilan Pokok

Definisi atau uraian tentang keterampilan dan pengetahuan yang dibutuhkan untuk mencapai suatu keahlian/keterampilan pada tingkat yang telah ditetapkan

Deskripsi Unit

Gambaran umum tentang program pembelajaran/ kompetensi yang hendak dicapai.

(8)

BAB 2 ARAHAN BAGI PELATIH

Peran Pelatih

Salah satu peran anda sebagai pelatih atau guru adalah memastikan standar pelayanan yang tinggi melalui pelatihan yang efektif. Untuk memastikan bahwa anda siap bekerja pada kompetensi ini dengan peserta pelatihan, pertimbangkanlah pertanyaan-pertanyaan berikut ini:

 Seberapa yakin anda tentang pengetahuan dan ketrampilah anda sendiri yang dibutuhkan untuk menyampaikan setiap elemen?

 Apakah ada informasi atau peraturan baru yang mungkin anda butuhkan untuk diakses sebelum anda memulai pelatihan?

 Apakah anda merasa yakin untuk mendemonstrasikan tugas-tugas praktik?

 Apakah anda akan sanggup menerangkan secara jelas tentang pengetahuan pendukung yang dibutuhkan oleh peserta pelatihan untuk melakukan pekerjaan mereka secara tepat?

 Apakah anda menyadari ruang Iingkupan situasi industri dimana kompetensi ini mungkin diterapkan?

 Apakah anda menyadari tentang bahasa, kemampuan membaca dan menulis serta keterampilan memahami dan menggunakan matematika peserta pelatihan yang dibutuhkan untuk mendemonstrasikan kompetensi dalam standard kompetensi ini ?

 Apakah anda menyadari tentang kemampuan membaca gambar peserta pelatihan yang dibutuhkan untuk mendemonstrasikan kompetensi dalam standard kompetensi ini ?

 Sudahkah anda pertimbangkan isu-isu yang wajar dan dapat diterima dalam merencanakan penyampaian program pelatihan ini?

Strategi Penyajian

Variasi kegiatan pelatihan yang disarankan untuk penyampaian kompetensi ini meliputi :

 pengajaran ( tatap muka )

 tugas-tugas latihan

 pemecahan masalah

 studi kasus

 melalui media (video, referensi, dll )

 kerja kelompok

Pelatih harus memilih strategi pelatihan yang Iayak untuk kompetensi yang sedang diberikan, baik situasi maupun kebutuhan pesertanya. Contohnya, jika praktik industri atau magang tidak memungkinkan, soal-soal latihan, dan penggunaan multi media mungkin cukup memadai.

Alat Bantu yang Dibutuhkan untuk Menyajikan Kompetensi

Ini

(9)

Peraturan

Perhatikan peraturan-peraturan atau hukum yang relevan serta panduan yang dapat mempengaruhi kegiatan anda, dan yakinkan bahwa peserta pelatihan anda mengikutinya. Sumber-sumber untuk Mendapatkan Informasi Tambahan

Sumber-sumber informasi meliputi beberapa kategori berikut ini : Sumber bacaan yang dapat digunakan :

Judul:

Engineering Science

Pengarang:

The Module Development Team

Engineering Service Industry Trainning Devision

Penerbit:

New South Wales technical and Further Educational

Comition

Tahun Terbit:

1991

Judul:

Ilmu Bahan Logam

Pengarang:

BJM. Beumer. Ing

Penerbit:

Bhrata Jakarta

Tahun Terbit:

1994

Judul:

Teori Bahan dan Pengaturan Teknik

Pengarang:

Ir. Suharto

Penerbit:

Rineka Cipta

Tahun Terbit:

1995

Judul:

Matematika Teknik

Pengarang:

Drs. Wiyoto, Drs. Wagirin

Penerbit:

Angkasa Bandung

Tahun Terbit

1996

(10)

BAB 3 STANDAR KOMPETENSI

Dalam sistem pelatihan, Standar Kompetensi diharapkan dapat menjadi panduan bagi peserta

pelatihan atau siswa untuk dapat :

 mengidentifikasikan apa yang harus dikerjakan peserta pelatihan

 mengidentifikasikan apa yang telah dikerjakan peserta pelatihan

 memeriksa kemajuan peserta pelatihan

 meyakinkan bahwa semua elemen ( Sub-Kompetensi ) dan kriteria unjuk kerja telah dimasukkan dalam pelatihan dan penilaian.

Judul Unit

Dasar Ilmu Teknik Mesin Deskripsi Unit

Unit ini merupakan unit dasar yang bertujuan untuk mempersiapkan seorang teknisi di bidang teknik mesin, termasuk teknik las memiliki pengetahuan tentang dasar-dasar ilmu teknik mesin serta penerapannya.

Kemampuan Awal

Nil

Elemen Kompetensi dan Kriteria Unjuk Kerja

Sub Kompetensi / Elemen Kriteria Unjuk Kerja

1.0 Mengaplikasikan matematika teknik dalam perhitungan-perhitungan keteknikan pada pekerjaan teknik mesin.

1.1 Aplikasi matematika teknik yang sesuai digunakan dalam menghitung pecahan, pembagian dan perkalian, desimal, dan persentase .

1.2. Perhitungan luas, volume, massa dan berat dapat dilakukan.

1.3 Penyederhanaan suatu rumus dapat dilakukan. 1.4 Perhitungan trigonometri sederhana dapat dilakukan.

2.0 Menjelaskan dan mengidentifikasi konsep-konsep mekanika teknik dan prinsip-prinsipnya serta aplikasinya.

2.1 Macam-macam perhitungan pada fisika dasar diidentifikasi dan diterapkan

2.2 Prinsip-prinsip ilmu teknik mesin sederhana diaplikasikan dalam perhitungan-perhitungan keteknikan.

3.0 Menjelaskan dan mengidentifikasi klasifikasi umum dan penggunaan bahan-bahan teknik.

3.1 Klasifikasi bahan teknik dijelaskan.

3.2 Penggunaan bahan teknik secara umum disebutkan.

4.0 Menguraikan sumber-sumber energi dan aplikasinya dalam keteknikan.

4.1 Energi potensial, energi kinetik,.energi panas dan energi listrik diidentifikasi

(11)

Variabel

Unit ini bermaksud memberikan pengetahuan tentang dasar-dasar ilmu teknik mesin serta penerapannya di bidang teknik mesin, terutama pada pekerjaan las dan fabrikasi logam.

a). Sasarannya adalah segala macam pekerjaan bengkel pada industri-industri manufaktur di lingkungan Pulau Batam dan Bintan serta Indonesia umumnya. b). Penekanan dari unit ini adalah hal-hal yang mendasar tentang pemahaman

terhadap aplikasi matematika teknik, fisika dasar, dan energi

c). Pelatihan dapat dilaksanakan ruang kelas, laboratorium atau lembaga diklat yang relevan dengan persyaratan ;

 Tersedia ruang kelas dan ruang guru

 Tersedia sumber-sumber belajar dan media pembelajaran.

 Sebaiknya tersedia laboratorium yang sederhana, terutama laboratorium fisika.

 Lingkungan belajar yang sehat dan aman dengan ventilasi/ sirkulasi udara yang memadai.

 Pencahayaan yang cukup.

(12)

Pengetahuan dan

Keterampilan

Pokok

Pokok-pokok pengetahuan dan keterampilan yang harus dinilai penguasaan dan penampilannya adalah sebagai berikut :

 Dasar-dasar Berhitung :

- matematika teknik ( tambah, kurang, kali, bagi, pecahan, desimal, persentase )

- aplikasi aljabar dan geometri ( pengolahan rumus, konversi, trigonometri sederhana )

 Perhitungan Mekanik:

- aplikasi fisika dasar (panjang, massa, waktu, arus listrik, temperatur ) - perhitungan-perhitungan dalam ilmu teknik mesin ( kecepatan/ percepatan,

ekselerasi, gravitasi, tekanan, berat, titik berat, momen, tenaga, dll ) - aplikasi sederhana pada mekanika fluida

 Bahan-bahan Teknik: - klasifikasi umum

- sifat-sifat dan penggunaan

 Sumber-sumber Energi :

- karakteristik umum dari energi ( energi petensial, kinetik, panas, listrik ) - konversi dan perhitungan-perhitungan ( penggunaan dan biaya )

Konteks Penilaian

Unit ini dapat dilakukan penilaiannya oleh lembaga pelatihan, asosiasi atau industri tempat bekerja. Penilaian seharusnya meliputi penilaian kemampuan praktik/unjuk kerja dan penilaian pokok-pokok pengetahuan dengan beberapa metoda penilaian.

Aspek Penting Penilaian

Fokus penilaian unit ini akan tergantung pada kebutuhan sektor industri yang mencakup dalam program pelatihan, yaitu :

 Adanya integrasi antara teori-praktik.

 Penekanan pelatihan adalah kemampuan/ penguasaan dalam mengolah dan mengaplikasikan ilmu teknik mesin dalam kegiatan keteknikan .

 Metode-metode penilain sebaiknya terdiri dari proses dan hasil.

 Aplikasi seharusnya berhubungan dengan kegiatan manufaktur dan perawatan.

Keterkaitan dengan Unit Lain

(13)

Perlu hati-hati dalam pengembangan pelatihan untuk memenuhi persyaratan pelatihan unit ini. Untuk pra-pelatihan kejuruan secara umum, lembaga pelatihan harus menyediakan program pelatihan yang dapat mencakup semua industri agar tidak terjadi prasangka hanya untuk satu sektor industri saja. Kondisi unjuk bekerja akan membantu memenuhi maksud ini. Sedangkan untuk penyelenggaraan pelatihan bagi industri yang khusus, perlu diupayakan pelatihan khusus juga agar apa yang dibutuhkan industri tersebut dapat dipenuhi.

Kompetensi Kunci yang akan Didemonstrasikan dalam Unit Ini

Kompetensi Umum dalam Unit Ini Tingkat Kompetensi Umum dalam Unit Ini Tingkat Mengumpulkan, Mengelola dan

Menganalisa Informasi 1 Menggunakan Ide-ide dan Teknik Matematika 1 Mengkomunikasikan Ide-ide dan

Inforrnasi 1

Memecahkan Masalah 1

Merencanakan dan Mengorganisir

Aktifitas-aktifitas 1 Menggunakan Teknologi 1 Bekerja dengan Orang Lain dan

Kelompok 1

Tingkat Kemampuan yang Harus Ditunjukkan dalam Menguasai Kompetensi ini

Tingkat Karakteristik

1 Melakukan tugas-tugas rutin berdasarkan prosedur yang baku dan tunduk pada pemeriksaan kemajuannya oleh supervisor.

2 Melakukan tugas-tugas yang Iebih luas dan lebih kompleks dengan peningkatan kemampuan untuk pekeijaan yang dilakukan secara otonom. Supervisor melakukan pengecekan-pengecekan atas penyelesaian pekerjaan.

3` Melakukan aktifitas-aktifitas yang kompleks dan non-rutin, yang diatur sendiri dan bertanggung jawab atas pekerjaan orang lain.

(14)

BAB 4 STRATEGI PENYAJIAN

A Rencana Materi

Catatan: 1. Penyajian bahan, pengajar, peserta dan penilai harus yakin dapat memenuhi seluruh rincian yang tertuang dalam standar kompetensi.

2.Isi perencanaan merupakan kaitan antara kriteria unjuk kerja dengan pokok-pokok keterampilan dan pengetahuan .

Elemen Jenis Variabel Topik Pelatihan Kegiatan Tampilan

1.0 Mengaplikasikan matematika teknik dalam perhitungan-perhitungan keteknikan pada pekerjaan teknik mesin.

1.1 Aplikasi matematika teknik yang sesuai digunakan dalam

menghitung pecahan, pembagian dan perkalian, desimal, dan persentase .

1.2 Perhitungan luas, volume, massa dan berat dapat dilakukan. 1.3 Penyederhanaan suatu rumus

dapat dilakukan.

1.4 Perhitungan trigonometri sederhana dapat dilakukan.

Dasar-dasar Berhitung : - matematika teknik ( tambah,

kurang, kali, bagi, pecahan, desimal, persentase ) - aplikasi aljabar dan geometri

(pengolahan rumus, konversi, trigonometri sederhana )

Penyajian Tanya-jawab Diskusi Latihan  Hando ut  OHT  Tugas

2.0 Menjelaskan dan

mengidentifikasi konsep-konsep mekanika teknik dan prinsip-prinsipnya serta aplikasinya.

2.1 Macam-macam perhitungan pada fisika dasar diidentifikasi dan diterapkan

Perhitungan Mekanik:

- aplikasi fisika dasar (panjang, massa, waktu, arus listrik, temperatur )

- perhitungan-perhitungan dalam ilmu teknik mesin ( kecepatan/ percepatan, ekselerasi, gravitasi, tekanan, berat, titik berat, momen, tenaga, dll )

- aplikasi sederhana pada mekanika fluida

 Penyajian

 Tanya jawab

 Latihan

 Handout

 OH

 Tugas

3.0 Menjelaskan dan

mengidentifikasi klasifikasi umum dan penggunaan bahan-bahan teknik.

3.1 Klasifikasi bahan teknik dijelaskan.

3.2 Penggunaan bahan teknik

Bahan-bahan Teknik: - klasifikasi umum

Penyajian

Tanya jawab

Handout

(15)

Elemen Jenis Variabel Topik Pelatihan Kegiatan Tampilan secara umum disebutkan. - sifat-sifat dan penggunaan _Latihan Tugas

4.0 Menguraikan sumber-sumber energi dan aplikasinya dalam keteknikan.

4.1 Energi potensial, energi

kinetik,.energi panas dan energi listrik diidentifikasi

4.2 Perhitungan-perhitungan dalam konversi energi, pemakaian dan perhitungan biaya.

Sumber Energi :

- karakteristik umum dari energi ( energi petensial, kinetik, panas, listrik )

- konversi dan perhitungan-perhitungan ( penggunaan dan biaya )

Tanya jawab

Diskusi

Latihan

Handout

OHT

Tugas

(16)

B Cara Mengajarkan Standar Kompetensi

Sesi ini menunjukkan hand-out, tugas / praktik dan transparansi yang cocok/sesuai dengan standar kompetensi.

Keterampilan, pengetahuan dan sikap seperti apakah yang saya inginkan untuk dimiliki siswa.?

Bagaimana saya akan menyampaikan pengetahuan, keterampilan dan sikap kepada siswa?

1.1 Aplikasi matematika teknik yang sesuai digunakan dalam menghitung pecahan, pembagian dan perkalian, desimal. dan persentase .

Instruktor menjelaskan tentang aplikasi penjumlahan/ pengurangan, pecahan, perkalian, pembagian pada perhitungan teknik.

HO 2 - 8

Tugas 4

OHT 1 & 3

1.2 Perhitungan luas, volume, massa dan berat

dapat dilakukan. Instruktor menerangkan tentang cara menghitung luas, volume, masa, dengan _{memberikan rumus dan contoh sebagai bahan perbandingan.}

HO 4 & 5

OHT 2 & 3

(17)

Keterampilan, pengetahuan dan sikap seperti apakah yang saya inginkan untuk dimiliki siswa.?

1.3 Penyederhanaan suatu rumus dapat

dilakukan. Instruktor menerangkan cara menyederhanakan rumus dengan memberikan contoh _{pengerjaan soal dan memberikan tugas.}

HO13 s.d. 14

1.4 Perhitungan trigonometri sederhana dapat

dilakukan. Instruktor menerangkan konsep-konsep trigonometri dan memberikan contoh soal yang _{diiringi dengan memberikan latihan.}

HO 9 s.d. 12

OHT 6

Tugas 3

2.1 Macam-macam perhitungan pada fisika dasar

diidentifikasi dan diterapkan Instruktor menjelaskan aplikasi penghitungan pada fisika dasar tentang: kecepatan,gaya, _{kerja energi, usaha, dan tahanan.}

HO 15 s.d 18

OHT 7 & 8

(18)

Keterampilan, pengetahuan dan sikap seperti apakah yang saya inginkan untuk dimiliki siswa.?

Instruktor menjelaskan aplikasi mekanika dalam bentuk prinsip – prinsipilmu teknik sederhana diantaranya: prinsip tuas dan puli sebagai makanik yang paling sederhana dalam permesinan.

HO 18

3.1 Klasifikasi bahan teknik dijelaskan. Instruktor menerangkan klasifikasi bahan teknik tentang kandungan atau unsur yang terdapat dalam bahan teknik.

HO 40-s.d. 43

OHT 8

3.2 Penggunaan bahan teknik secara umum

disebutkan. Instruktur merangkan tentang aplikasi bahan teknik antara lain besi, tembaga, seng, perunggu, aluminium, timah hitam, silikon timah putih, logam ferro, besi.

HO 46 & 48

OHT 9 & 10

(19)

Keterampilan, pengetahuan dan sikap seperti apakah yang saya inginkan untuk dimiliki siswa.?

4.1 Energi potensial, energi kinetik,.energi panas dan energi listrik diidentifikasi

Instruktor memberikan penjelasan tentang aplikasi energi potensial, kinetik, panas serta energi listrik.

HO 49 & 51

OHT 11

Tugas 4

4.2 Perhitungan-perhitungan dalam konversi energi, pemakaian dan perhitungan biaya ditemutunjukkan.

Instruktor menjelaskan tentang cara mengkonversikan energi , pemakaian dalam bentuk perhitungan memberikan soal-soal latihan.

HO 50 & 51

OHT 12

Tugas 5 s.d. 7

(20)

C Materi Pendukung untuk Pelatih

Materi pendukung bagi guru dibagi dalam tiga hal, yaitu:

1.

Lembar Informasi

(Handout) :

Merupakan pegangan peserta pelatihan yang berisi materi/teori

penunjang dan informasi yang sesuai dengan kriteria unjuk kerja yang

melingkupinya.

2.

Tugas

:

Merupakan latihan keterampilan praktik yang harus dicapai berkenaan

dengan kemampuan yang sesuai dengan rincian kompetensi pada

deskripsi unit.

3.

Transparansi

(Overhead Transparancy /OHT) :

(21)

Lembar Informasi

HO 1

DASAR ILMU TEKNIK MESIN

(

Fundamentals of Engineering Science

)

BSDC-0204

Nama Peserta : ………

No. Identitas : ………..…

HO 2

Indonesia Australia Partnership for Skills Development Page

(22)

.1 DASAR-DASAR BERHITUNG

a. Matematika Teknik

1. Aplikasi Pecahan

Dalam kehidupan sehari-hari dapat dikatakan tidak ada satupun pekerjaan yang tidak menggunakan perhitungan khususnya dalam dunia keteknikan. Dalam aplikasinya perhitungan sangat diperlukan pada perencanaan khususnya pada proses produksi, seperti halnya pada proses pengelasan.

Dapatlah dibayangkan jika tidak adanya perhitungan sebelum melakukan proses produksi pada bengkel atau shop dan kemungkinan untuk salah kemungkinannya akan besar. Adalah suatu hal yang mustahil dalam keteknikan untuk membuat atau memperbaiki benda-benda teknik tanpa menggunakan perhitungan matematika.

Dalam keteknikan terutama dalam pengerjaan las ada beberapa rumus dasaryang harus dipahami oleh seorang pekerja las, contoh:

Rumus:

Rumus menghitung Luas

HO 3

(23)

MENGHITUNG KELILING

HO 4

 Perhitungan Pecahan

Apabila sejumlah bilangan atau benda dibagi atas beberapa bagian yang s ama, maka satu bagiannya disebut Pecahan. Suatu pecahan selalu ditulis dengan 2 buah bilangan yang

(24)

dipisahkan oleh satu garis.

Angka di bawah garis disebut Penyebut yang artinya atas beberapa bagian bilangan atau benda tersebut dibagi sedangkan angka yang di atas garis di sebut Pembilang yang artinya beberapa bagian dan bilangan tersebut diambil atau digunakan.

Contoh:

7 5

5 = Pembilang 7 = Penyebut

Artinya:

Bilangan atau benda dibagiatas 7 bagian yang sama dan hanya 5 bagian yang diambil atau digunakan.

Pada pecahan kemungkinan akan terjadi 2 keadaan: 1. Pembilang Iebih kecil (dan penyebut, misalnya)

5 3

2. Pembilang Iebih besar dan penyebut, inisalnya

3 5

Pada keadaan ini harus disempurnakan dengan jalan membagi pembilang dengan penyebut, dengan cara berikut:

5 3

= 1 1

3 2

2 3

Di sini akan terjadi penggabungan antara: 1 +

3 2

HO 5

 Prinsip Pecahan.

Pada bilangan pecahan, apabila pembilang dan penyebut dibagi atau dikali denqan bilangan yang sama maka nilai dari pecahan tersebut tidak berubah.

(25)

4 6 4 4 x x = 24 26 Pecahan: 6 4 , 8 12 , 24 26

adalah mempunyai nilai yang sama.

Perhitungan pecahan seperti ini sangat diperlukan pada perhitungan roda gigi untuk mendapatkan perbandingan putaran.

Contoh: 2 24 16 : 4 4 = 6 4

Proses memperkecil pecahan ini disebut menyederhanakan.

 Penambahan Pecahan

Sebelum pecahan ditambahkan, harus disamakan dulu penyebutnya karena kalau penyebutnya tidak sama hasil penjumlahan akan salah. Untuk menyamakan penyebut yaitu dengan cara, mencari bilangan terkecil yang dapat dibagikan kesemua penyebut yang dijumlahkan.

Contoh: Jumlahkan pecahan berikut: 5 2 + 9 1 + 15 7

Penyebut adalah 5, 9 dan 15, maka bilangan terkecil yang dapat dibagikan pada penyebut ini adalah 45 jadi :

5 2

= 45 18 + 9 1 = 45 5

, =

15

7

, = 45 21 maka: 5 2 + 9 1 + 15 7

=

45

18

+ 45 5 + 45 21

HO 6

 Pengurangan Pecahan

Sama dengan penambahan bahwa sebelum melakukan pengurangan harus disamakan penyebutnya terlebih dahulu, dengan bilangan terkecil yang dapat dibagikan pada semua penyebut.

Contoh :

(26)

16

13

+ 12 7 - 6 5 - 32 7 = 96 78 + 96 56 - 96 80 - 96 21 96 21 80 56 78  

= 96 33 = 32 11

1.3. Perkalian Pecahan

Untuk mengalikan pecahan adalah dengan cara mengalikan pembilang dengan pembilang dan penyebut dengan penyebut secara Iangsung.

Misalnya :

6

1

X

8

1

berarti 8 6 1 1 x x

Sebelum melakukan perkalian pada pecahan dimungkinkan juga melakukan pembagian sebelumnya dengan beberapa bilangan yang sama. contoh:

Contoh : Hitung hasil perkalian pecahan berikut:

21

5

X

7

22

X 17 12

X

2

1

11 4 21 5 X 7 22 X 17 12 X 2 1 7 1

HO 7

Pada pecahan di atas, pertama angka 21 dan 12 sama-sama dibagi 3, dan angka 22 dan 2 juga sama-sama dibagi 2. Jadi pecahan akan disederhanakan seperti berikut:

7

5

X

7

11

X 17

4

X

1

(27)

 Pembagian Pecahan.

Untuk membagi pecahan adalah dengan membalikkan pecahan tersebut dan dikalikan, misalnya pecahan dibagi,

8 5

maka dikalikan dengan 5 8

Contoh: Hitunglah pembagian pecahan berikut : 3 4 3 : 8 5 4 15

x

5 8

Perkalian dan pembagian pada pecahan dapat dilakukan secara bersamaan. Contoh: Hitunglah 2 3 1 x 16

9

:

2 5 4 2 3 1 = 3 7 2 5 4 = 5 14

1 3

3 7

x

16 9

:

5 14

=

3 7

x

16 9

x

14 5

1 2

16 3

x

2 5

=

32 15

HO 8

Bendasarkan standar Internasional (Si)

(28)

HO 9

B. Pengertian Trigonometri

Perhitungan trigonometri selalu berhubungan dengan perhitungan segitiga siku-siku, baik untuk menghitung sudut atau panjang sisi-sisinya.

Kalau segitiga belum berbentuk segitiga siku-siku, maka terlebih dahulu segitiga ini dirubah ke segitiga siku-siku.

(29)

Sin 30

0

=

160

80

100

50

2

1

Sin 30

0

=

2

1

Perhitungan Panjang Sisi

Sin

ά

= c a

Cos

ά

= c b

Tg

ά

= b a

Untuk sudut-sudut yang sama maka perbandingan trigonometrinya akan selalu sama, walaupun panjang sisi-sisinya berbeda. Untuk Iebih jelasnya dapat diperhatikan

HO 10

contoh perhitungan sinus berikut yang harga sinusnya selalu tetap sama.

(30)

Pertama tentukan perbandingan trigonometrii yang akan digunakan berdasarkan sisi dan sudut yang diketahui:

X = Sisi dihadapan sudut 20 = Sisi miring

Berdasarkan ini, perbandingan yang dapat digunakan adalah sinus.

Sin 31° 18’ = 20

X

Sin 31° 18’ = Sin 31.30

= 0,5195

0,5195 = 20

X

HO 11

1. Perhitungan sudut

Tentukan perbandingan trigonometri yang akan digunakan 93 = Sisi yang mengapit

(31)

104 = Sisi iniring

Bendasarkan ini perbandingan yang dapat digunakan adalah Cosinus. Cos X0₌

104 93

= 0,8942 COS X° = 0,8942 X = 26,59° X = 260_,591

Faktor-faktor yang dihitung dengan rumus.

Biasanya rumus-rumus untuk perhitungan mudah didapatkan pada buku-buku, hanya saja bentuk numus ini kadang-kadang belum sesuai dengan yang hendak dihitung. Berdasarkan keadaan ini pertu rumus tsb untuk dirubah bentuknya.

Misalnya rumus untuk menghitung keliling lingkaran adalah: C = л.D

C = Keliling lingkaran D = diameter Iingkaran

л = 3,14

Pada suatu saat malah diketahui keliling lingkaran dan yang harus dihitung adalah D (diameter lingkaran). Dengan keadaan ini maka rumus di atas perlu dirubah bentuknya sehingga dapat memberikan hasil D.

HO 12

2. Persamaan

Pada rumus terdapat persamaan yang dipisahkan dengan tanda sama dengan (=), maka disini ruas sebelah kiri harus sama dengan ruas sebelah kanan. Dalam perubahan rumus ini perlu memperhatikan prinsip-prinsip matematik supaya pada kedua ruas ini tetap sama.

Teknik perubahan rumus (Penambahan atau pengurangan)

Seperti yang telah diuraikan di atas bahwa rumus yang telah ada suatu saat perlu dirubah bentuknya untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Untuk merubah ini perlu diperhatikan hat-hal berikut:

1) Kalau memindahkan rumus dari ruas kiri ke kanan atau sebaliknya, lakukan operasi yang berlawanan, misalnya pada ruas kiri benda pada posisi pembagian, katau akan dipindahkan ke ruas kanan akan berada pada posisi perkalian. Atau pada ruas kanan

(32)

bertanda positip kalau dipindah ke ruas kiri akan bertanda negatip.

2) Perkalian pembagian, penambahan atau pengurangan harus ditakukan pada kedua ruas. 1) X-3=i2

X = 12 + 3 X = 15

Angka -3 berubah tanda menjadi +3 karena pindah dan ruas kiri ke ruas kanan.

2) M = 2t + n n = 2t n = -2t + m n = m - 2t

Faktor +M dan +n, berubah tanda menjadi -m dan -n, karena pindah ruas dan -n = 2t - m pada kedua ruas sama sama dmbagi dengan -1 maka persamaan menjadi n = - 2t + m

3. Perubahan rumus dengan pembagian/perkalian.

Seperti yang telah diartikan bahwa perubahan dengan perkalian atau pembagian kanena perpindahan ruas.

1) 4 a = 16 a =

4 16

a = 4

HO 13

4 pada ruas kiri berada pada posisi perkalian dan dipindah ke ruas kanan menjadi posisi pembagian.

2) C = 1,5 d . r.

5 , 1

C

= d.r\

₁C_,₅ .d = r r =

5 , 1

C

.d

(33)

4. Perubahan rumus dengan Pangkat dan Akar.

Adakalanya numus dalam keakanaan akar atau berpangkat, ini harus diselesaikan dengan prinsip akar dan pangkat dan bilangan.

Contoh:

Tentukan harga dan persamaan berikut P = r2_{. s}

S P

= r2

r =

S P

merubah pangkat kebentuk asal adalah (dengan menarik akarnya. dan r2_{untuk menjadi r}

adalah menarik akar dan harga r2_.

5. Perubahan rumus dengan operasi gabungan.

Jenis perubahan rumus yang akan dilakukan sangat tergantung dari bentuk pensamaan, apakah dengan penambahan, pengurangan, pengalian atau pembagian. Untuk supaya mahir dalam penggunaan rumus ini adalah dengan banyak berlatih

Tentukan harga X dan pensamaan berikut:

a = 6_yX - 2,5

HO 14

a + 2,5 = 6_yX (a + 25) y = 6x

b y a 2,5)

( 

= X

Harga -2,5 dipindah ruaskan menjadi 2,5. Harga Y dipindah ruaskan dan posisi pembagian menjadi perkalian untuk keseluruhan ruas menghasilkan y (a + 2,5) sedangkan posisi b dan perkalian menjadi pembagian karena juga pindah ruas. Posisi pembagian b juga untuk keseluruhan ruas.

(34)

HO 15

2. DASAR-DASAR PERHITUNGAN MEKANIK

Semua mesin yang rumit dan komplek konstruksinya berawal dan mesin-mesin sederhana dengan menggunakan prinsip tuas, dan perhitungan bidang miring.

Mesin yang sering ditemukan dilapangan pada umumnya menggunakan prinsip mesin-mesin sederhana ini.

Maka dengan ini penting sekali memahami dan mengerti tentang prinsipnya supaya pekerjaan lebih efisien, ekonoinis dan dapat memperbaikinya kalau terjadi kerusakan.

a. Konsep Mekanika Teknik

1. Satuan Dasar

(35)

adalah merupakan patokan untuk perhitungan-perhitungan selanjutnya.

Satuan dasar fisika tersebut. dapat dilihat tabel berikut:

Kuantitas Satuan Simbol

Panjang Meter m

Massa Kilogram Kg

Waktu Detik S

Kuat Arus Amper A

Temperatur Derajat Kelvin K

Kuat Cahaya Candela cd

2. Perubahan Satuan

Dari satuan dasar yang telah diuraikan di atas dapat berubah kebentuk lain yang merupakan perkalian atau pembagaian dan satuan dasar tersebut. Perubahan ini disebabkan perubahan bentuk kwantitas, misalnya untuk satuan luas, isi, kecepatan gaya, momen dan lain-lain.

HO 16

Perubahan satuan tersebut dapat dilihat pada tabel berikut:

Kuantitas Satuan Simbol

Luas Meter kuadrat m2

Isi Meter kubik m3

Kecepatan Meter perdetik m/s Percepatan Meter perdetik kuadrat m/s2

Berat Jenis Kilogram per meter kubik Kg/m3

Gaya NewTon N(Kgm/s2₎

Kerja/Usaha Joule J(Nm)

Energi Joule J(Nm)

Daya Walt W(J/s)

(36)

Jumlah Panas Joule J (Nm)

Tekanan Pascal Pa = N/rn2

Perubahan kuantitas satuan ini dapat dikembalikan kebentuk satuan dasarnya, misalnya isi dapat ditulis sbb.

Isi = Panjang dalam meter X panjang dalarn meter X panjang dalam meter.

3. Gaya (Force)

Gaya akan menimbulkan tarikan atau tekanan pada suatu bidang dan juga akan mengakibatkan benda tersebut bergerak atau akan terjadi perubahan bentuk dari benda tersebut.

Kita tidak akan dapat melihat gaya, tapi kita hanya bisa melihat akibat dari gaya tersebut.

 Ukuran Gaya

Seperti telah diuraikan bahwa satuan átau ukuran gaya pada sistim 150 adalah newton dengan simbol N. satuan ini juga berkelipatan sbb:

HO 17

 Arah Gaya

Arah gaya ditunjukkan dengan garis dimana gaya tersebut bekerja yang ditunjukkan dengan tanda panah ke arah mana gaya tersebut bekerja, apakah menanik atau menekan pada suatu titik dan akan bekerja kepanjangan garis kerjanya.

Gaya

Gaya aksi

horizontal

(37)

Untuk menghitung besar gaya yang bekerja adalah dengan menggunakan rumus benikut:

HO 18

Contoh:

1. Hitung berapa besar gaya yang bekerja pada tali yang menarik massa 100 kg.

2. Hitung besar gaya yang menekan lantai akibat adanya beban dengan masa sebesar

Indonesia Australia Partnership for Skills Development Page Batam Institutional Development Project

Gaya

100 Kg

Gaya

Titik tangkap gaya

(38)

200kg.

Gaya = Massa x percepatan = 200 x 9,8

= 1960 N

Dari kedua contoh di atas bahwa kedua gaya terjadi akibat adanya grafitasi atau gaya tarik bumi- Gaya yang terjadi pada contoh 1 adalah gaya tarik yang akan meregangkan tali. Sedangkan pada contoh 2 terjadi gaya tekan pada lantai akibat beban yang ditahannya dan lantai akan melawan gaya tsb. supaya beban dapat stabil.

Gaya perlawanan ini disebut gaya reaksi yang sama besarnya.

HO 19

b. Aplikasi Mekanika Teknik

1. Tuas

Tuas adalah merupakan prinsip mesin atau mekanik yang paling sederhana yang sering dijumpai pada mekanik atau konstruksi mesin. Untuk mengetahui prinsip-prinsip ini adalah hal yang paling penting sebagai seorang mekanik.

Hal-hal penting yang harus diketahui pada suatu tuas:

Gaya = 200 x 9,8

200 Kg

(39)

Klasifikasi I

Letak tumpu adalah antara gaya angkat dan beban seperti pada mekanik penggerak pompa benikut.

Klasifikasi II

Penempatan beban di sini antara tumpuan dan gaya angkat. Aplikasi dan ini adalah pada gerobak donong

HO 20

Kiasifikasi III.

Aplikasi sistim tuas ini sering dijumpai pada gunting, yang posisi gaya angkatnya terletak antara beban dan tumpuan.

Keuntungan Mekanik (MA)

Mesin-mesin selalu dirancang untuk dapat menghasilkan tenaga yang besar dengan sedikit

(40)

daya yang diberikan.

Hubungan antara gaya yang diberikan ke mesin dan daya yang dihasilkan mesin atau gaya yang diberikan ke mesin harus Iebih kecil dan gaya beban yang dapat diangkat oleh mesin tsb. Hubungan kedua gaya ini disebut Keuntungan mekanik (MA).

Keuntungan mekanik = _Gaya_yangBeban_diberikan MA = Selalu Iebih besar dan satu.

MA = E W

Perbandingan Kecepatan (VR)

Perbandingan jarak yang ditempuh oleh gaya yang diberikan dengan jarak yang ditempuh oleh beban ini disebut perbandingan kecepatan (VR).

Perbandingan kecepatan = Jarak temp_{Jarak temp}uh _uhqaya_beban(de)_(dl) VR =

dl de

HO 21

Efesiensi

Efesiensi adalah perbandingan kerja yang dihasilkan oleh mesin dengan kerja yang dibenikan. ini ditunjukkan dalam persentase.

% Eff = Kerja_KerjaOutput _inputX100 X 1 100 = de X E W xdl X 1 100

Sedangkan MA = E W VR = dl de VR 1 = de dl

%Eff =

de X E

W xdl

= MA X VR

(41)

%Eff = VR MA X 1 100 Contoh:

I. Suatu mesin sederhana dengan perbandingan kecepatan (VR) = 4, digunakan untuk mengangkat beban dengan gaya 1 50N dan gaya yang diberikan adalah sebesar 50N. Hitunglah berapa besar efisiensi mesin tersebut.

Jawab: MA =

E W

=

50

150

= 1 3

%Eff = VR MA X 1 100 = 4 3 X 1 100 = 75 = 75 %

HO 22

2. Hitung gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban 260N setinggm 4 meter. Efisiensi peralatan 64% dan pergerakan gaya angkat sejauh 20 meter.

W = 260N Dl = 4m De = 20m Eff = 64%

VR = dl de = 4 20 = 5

%Eff = VR MA

X 1 100

Eff . VR = MA X 100

100 Eff.VR

= MA

(42)

100 5 . 64

= MA MA = 32 MA =

E W

---E = W

E

E =

3,2 260

= 81,25 N

Momen

Momen digunakan untuk menghitung gaya yang terjadi pada konstnuksi hal-hal benikut. 1. Gaya putar yang terjadi pada konstruksi baut, poros, rantai dsb.

2. Menghitung gaya atau panjang lengan momen gaya yang menghasilkan gaya putar (momen putar)

3. Perhitungan gaya reaksi pada tumpuan jembatan baja .

HO 23

Hal-hal yang perlu diperhatikan pada perhitungan momen: Momen sering juga dikenal dengan:

- momen putar - torsi

- momen gaya

Satuan momen adalah Newton meter (Nm) Rumus momen adalah:

M = Gaya X Jarak tegak lurus M= F X d

Σ adalah simbol huruf latin yang dalam matematik diartikan jumlah total. Pada perhitungan momen tanda atau simbol ini juga sering digunakan.

(43)

Σ M ini berarti jumlah momen searah jarum jam. Σ M ini berarti jumlah momen berlawanan jarum jam.

Kedua momen ini dapat dijumlahkan atau dikurangkan satu sama lain. Untuk memudahkan dalam proses penjumlahan dan pengurangan ini, maka momen searah jarum jam di ben tanda positip dan yang berlawanan jarum jam diberi tanda negatif. Begitu juga kalau hasil penjumlahan atau pengurangan momen ini bertanda negatif menunjukkan momen berlawanan arah jarum jam atau sebaliknya.

Contoh:

1. Σ M =l5N x l.5m + lON xO,75M = 30 Nm

HO 24

2. Σ M =I2N x 2m-l5N x O,9m = 10,5 Nm.

Dengan menggunakan prinsip momen kita dapat menghitung gaya atau jarak gaya yang belum diketahui. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh berikut.

I. Hitunglah gaya F pada mekanik seperti tergambar supaya selalu dalam keadaan setimban

(44)

force

Gambar diagram gaya

HO 25

Σ M = Σ M ΣM padatumpuan=0 300 X 400- Fx 100 = 0 300 x 400 = F x 100 F =

100 400 300x

F = 1200 N

2. Hitunglah gaya yang terjadi pada benda kerja dan pada pendukung apabila baut dikencangkan seperti pada gambar berikut.

(45)

Σ M = Σ M Σ M P = 0 (pada pendukung) 400 x 75 = 125 x WP = 0 400 x 75 = 125 x WP

WP =

125 75 x 400

WP = 240 N gaya pada benda kerja Σ M WP =0 (Pada benda kerja)

HO 26

400 x 50 = P x 125 = 0 400 x 50 = P x 125

P =

125 50 x 400

P = 160N Gayapadapendukung

Usaha.

Usaha adalah apabila gaya dapat menindahkan suatu objek pada jarak tertentu dan pada sistim ISO satuannya adalah Joule dengan simbol J. Usaha = Gaya x Jarak tempuh

Contoh:

Suatu benda dengan massa 100 kg akan meninbulkan gaya sebesar 980 N yang tergantung pada seutas tali. Kalau tali ditarik setinggi 2 m, tentukan usaha yang dilakukan.

Gaya = 980 N

Jarak tempuh = 2m

Jadi Usaha = Gaya x jarak = 980N x 2 m = 1960 Nm = 1960 J = 1,960 kJ

(46)

DAYA

Daya adalah usaha yang dilakukan berdasarkan waktu tertentu.

Daya dalam sistim ISO satuannya adalah dalam watt dengan simbol W. Daya =

Waktu Jarak x Gaya

Daya =

Waktu Usaha

HO 27

Contoh:

Suatu massa sebesar 100 kg diangkat setinggi 2 meter dalam waktu 20 detik. Berapa besar daya yang diperlukan.

Daya =

Waktu Usaha

=

detik 20

J 1960

= 98W

(47)

HO 28

Hitunglah usaha dan daya yang diperlukan pada gaya 245 N dengan memutar tuas 10 kali dalam 30 detik.

(48)

Daya =

Waktu Usaha

= 30 6154,4

= 205,14 Daya = 205 W

HO 29

2. PULl

Puli merupakan suatu roda dengan penampang yang dirancang untuk dapat berpasangan dengan tali sabuk atau rantai yang biasanya merupakan bagian dan alat-alat angkat.

Berikut ini diberikan beberapa contoh .

(49)

Puli datar dan bentuk V digunakan untuk pemindah daya atau putaran.

Puli beralur rantal mempunyai keuntungan karena tidak akan adanya slip dan sering digunakan pada mesin-mesin otomotip.

Sistim puli untuk alat-alat angkat mempunyai keuntungan mekanik (MA) dan dapat berubah arah baiik sewaktu menarik atau mengangkat.

Puli piringan tunggal. tetap hanya mempunyai satu keuntungan yaitu dapat merubah arah gerakan tali. Mempunyai perbandingan kecepatan 1:1 yang artinya untuk menindahkan 1 meter beban perlu tali atau gaya ditarik sepanjang 1 meter. Dan keuntungan mekaniknya (MA) kecil tali 1:1 karena akibat pengaruh gesekan.

HO 30

Puli piringan tunggal lepas dapat mengurangi gaya yang diberikan untuk mengangkat suatu beban tapi panjang tali yang ditarik adalah 2 kali lipat.

Perbandingan kecepatan (VR) = 2:1

Keuntungan mekanik (MA) Kurang sedikit 2

(50)

Sistim puli ganda berikut adalah merupakan penggabungan dan puli tunggal tetap dan puli tunggal lepas. Perbandingan kecepatan (VR) adalah sama dengan jumlah tali yang menahan beban.

(51)

HO 32

Perhitungan Puli

4. MA = Keuntungan mekanik 5. VR = Perbandingan kecepatan 6. Μ = Effisiensi %

Contoh:

Hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban sebenat 250 kg dengan effisiensi 80%. Konstruksi perhatikan gambar berikut.

(52)

HO 33

VR = 3 (3 buah tali yang mendukung beban) η =

VR MA

X 1 100

η =

VR 100 MAx

η x VR = MA x 100 MA =

100 x MA



= 100

80 3x

= 2,4

MA = GayaBeban_Gaya_Tarik

MA =

E W

E = MA

W

E = 250_2,4 E = 104,1 Kg

E = 104,1 x 9,8 E = 102,18 N

(53)

 Hukum gesekan

Gesekan statis terjadi karena dua permukaan saling bersinggungan pada keadaan kering, temperatur normal, kecepatan luncur dan gaya tekan rendah.

- Gesekan selalu berlawanan dengan àrah gerakan.

- Tahanan gesek tidak tergantung pada luas permukaan bidang yang bergesekan. - Tahanan gesek tergantung pada jenis bahan yang bergesekan.

- Tahanan gesek sebanding dengan gaya tekan pada bidang yang bergesekan.

 Perhitungan gesekan

Untuk menambah pengertian tentang hukum gesekan perlu diperhatikan perhitungan-perhitungan sederhana tentang gesekan tsb.

HO 34

Koefisien gesek adalah perbandingan antara gaya gesek dengan gaya reaksi akibat adanya gaya yang menekan permukaan yang bergesek (R).

Contoh:

1. Hitung koofisien gesek antara balok dengan pemukaan meja.

Koofisien gesek = Gaya_GayaGesek_reaksi

Indonesia Australia Partnership for Skills Development Page Batam Institutional Development Project

Gaya grafitasi Fg = m x a = Newton

Gaya Reaksi (R) Permukaan

bidang gesek

Gaya Gesek (Ff)

(54)



₌

R Ff

Ff = 220 N

Ff = 220N

R = 150 kg x 9,8 m/dt2

=1470N



₌

1470 220



_{= 0,149 Koofisien Gesek}

HO 35

Dengan menggunakan rumus yang sama dapat juga dihitung faktor-faktor yang lainnya.



₌

R Ff

R =



Ff

RF = R.

μ

2. Hitung gaya yang diperlukan untuk dapat mengerakkan balok seberat 200 kg di atas permukaan meja dengan koofisien gesek 0,2.



₌

R Ff

(55)

Gaya yang diperlukan untuk mengerakkan balok adalah sedikit lebih besar dan gaya gesek (Ff) > 392 N.

Gesekan pada bidang miring

Suatu benda yang diletakkan pada bidang miring akan mulai bergerak turun/meluncur apabila tangen sudut kemiringannya sama dengan koofisien gesek.

tangen sudut kemiringan gesek = Koofisien gesek tg θ =



HO 36

 Mekanika Fluida

Hidrostatik adalah ilmu yang mempelajari tentang zat cair dalam keadaan diam dan ini tidak membutuhkan pompa untuk mengalirkannya.

 Tekanan Zat Cair

Hukum paskal menyebutkan tekan zat cain sisalurkan kesegala bidang dan ke segala bidang dan kesegala arah dengan besar tekanan yang same.

(56)

Gambar di atas memperlihatkan prinsip hukum Paskal. Untuk menghitung tekanan yang diakibatkan oteh beban pada piston dengan mengunakan rumus berikut:

Gaya = Tekanan x luas penampang F = P.A.

P…….= A F

Untuk mendapat hasil perhitungan yang tepat perlu memperhatikan satuan satuan yang digunakan.

HO 37

Gaya = Newton (N)

Luas = Metter kuadrat (m2₎

Tekanan = Paskal (Pa)

Dari gambar di atas dapat dihitung tekanan yang terjadi sbb. F = 10kg

= 10 x 9,8 N

A = 100 mm2 ₌ _{100 x I0}-6_m2

P = A F

=

10 100

8 , 9 10

x x

2

= 80.000 Pa = 980 k Pa

Kalau bejana dihubungkan ke tempat lain dengan menggunakan pipa atau slang, maka tekanan yang terjadi akan tetap sama. Ini adalah salah satu alasan digunakannya tenaga Zat Cair (hidranhic).

(57)

dengan cara sbb:

Gaya = Tekanan X Luas Penampung F = P x A

P = 980.000 N A = Л.R2

= Л. 0,042

= 0,00503 m2

HO 38

R = 2 1 . D = 2 1 .180mm = 40 mm = 0,04 m

F = P. A

= 980.000 x 0,005 03 = 4930 N

= 4,93 Kn

Massa = _GarafitasiGaya

=

8 , 9 4930

Massa =- 503 kg.

Divisi dapat dibuktikan bahwa hanya dengan diberikan gaya 10kg dapat mengangkat beban seberat 503 kg, dan mempunyai keuntungan mekanik (MA) lebih kurang 50 kali hipat dengan diabaikannya gesekan. Pembadingan kecepatannya (VR) juga 50 kahi yang berarti panjang langkah gaya yang dibenikan, 50 kali panjang langkah yang ditempuh beban.

Prinsip ini digunakan pada dongkrak hidraulik

Dari beberapa topik yang telah diuraikan diatas dapat disimpulkan beberapa rumus-rumus berikut:

Gaya = m x a (Newton)

Torsi = F x d (Newton meter). Momen = F x d (Newton meter)

(58)

Tekanan =

A F

(Pascal)

Keuntungan mekanik (MA) = E L

Perbandingan kecepatan (VR) = dl de

HO 39

Effesiensi%(η) =

VR MA

x 100

Prinsip momen:

Σ momen = Σ momen

Σ gaya = Σ gaya

Koofisien gesek (



) = R Ft

Sudut gesek = tg θ = Л

(59)

HO 40

3. BAHAN-BAHAN TEKNIK

Mengetahui jenis bahan dan sifat-sifatnya adalah suatu hal yang penting sebelum bahan tersebut digunakan dalam suatu konstruksi, dikerjakan dengan mesin atau bentuk produk lainnya.

Sifat-sifat bahan yang akan digunakan harus benar-benar sesuai dengan persyaratan konstuksi yang akan dibuat, karena akan sangat menentukan kekuatan dan kemampuan hash konstuksi tersebut, misalnya harus mampu menahan tekanan, tarikan tahan panas yang tinggi atau harus tahan karat. Kesemua persyaratan ini sangat ditentukan oleh sifat-sifat bahan yang dipilih. Disamping itu dengan mengetahui sifat-sifat bahan kita akan dapat menentukan proces pengerjaan yang diambil untuk jenis bahan yang telah dipilih.

a. Sifat-sifat bahan

1. Tegangan Tarik

Kekuatan tarik adalah kekuatan bahan untuk menahan daya tarik atau tarikan maksimal sebelum bahan tersebut putus.

2. Tegangan Tekan

Tegangan tekan adalah kemampuan suatu bahan menahan tekanan atau gaya tekan sebelum bahan atau benda tersebut rusak.

(60)

HO 41

3. Tegangan Geser

Tegangan geser adalah kemampuan bahan untuk menahan gaya geser sebelum benda tersebut rusak. Untuk lebih jelasnya gaya geser adalah seperti yang terjadi sewaktu kita menggunting maka gaya yang diberikan gunting adalah gaya geser.

4. Elastisitas

Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk awal setelah menerima beban. Contoh yang tepat disini adalah pegas atau per.

5. Kerapuhan

(61)

HO.42

6. Kuat

Sifat ini adalah salah satu sifat bahan logam yang dapat menahan gaya kejut dan pukulan. Sifat kuat adalah merupakan kebalikan dan sifat rapuh.

7. Kekerasan

Bahan logam yang mempunyai sifat keras adalah tahan terhadap kehausan, goresan, gesekan dan coakan.

8. Liat

Kemampuan bahan logam untuk dapat dibengkokkan atau dibentuk dan tetap pada bentuknya tersebut tanpa mengalami kerusakan. Bahan logam yang mempunyai sifat ini misalnya tembaga dan besi lunak yang dapat ditarik menjadi kawat.

9. Muai Panjang Logam

(62)

Pada umumnya bahan baik berbentuk padat cairan atau gas akan memuai kalau dipanaskan dan akan menyusut kalau didinginkan. Disini juga ada pengecualian misalnya air akan sedikit mengembang kalau akan mendekati titik beku dan mengeras menjadi es.

HO 43

Bahan-bahan logam yang berfungsi sebagai komponen-komponen-komponen mesin poros, bantalan, piston, silinder dsb perlu dipertimbangkan atau disediakan kerenggangannya untuk mengatasi kemacetan atau apabila komponen tersebut panas.

Pemuaian ini tidak sama untuk semua logam pada temperatur yang sama tapi dipengaruhi oleh koofisien muai panjang dan bahan tersebut. Koofisien muai panjang simbolnya adalah ά dengan satuan per °k atau °c.

Koofisien muai panjang tdali beberapa bahan logam.

Bahan Koofisien muai panjang

Alumunium 0,000 024

Kuningan 0,000 02

Tembaga 0,000 017

Besi tuang 0,000 011

Baja 0,000 012

Timah 0,000 029

Perhitungan Pemuaian atau Penyusutan

Penuaian atau penyusutan dan suatu benda akibat perubahan temperatur dapat dihitung dengan rumus berikut:

e = L ά t

e = Pertambahan atau pengurangan panjang L = Panjang semula

a = Koofisien mual panjang t = Perbedaan temperatur

Contoh:

(63)

HO 44

b. Penggunaan Bahan Logam

Besi

Dalam keadaan murni, biji besi dicairkan dalam dapur tinggi dan dituangkan ke cetakan logam untuk membentuk besi kasar dan selanjutnya ke tempat penuangan-penuangan besi yang menggunakan cetakán pasir untuk berbagai bentuk kegunaan.

Sebagian besar dari besi murni ini dibiarkan dalam bentuk cair sampai diproses dalam dapur pembuat besi baja dengan penambahan penambahan unsun lain untuk mendapatkan berbagai jenis tingkatan besi baja.

Tembaga

Tembaga dengan kemurnian yang tinggi sangat banyak digunakan pada alat kelistrkkan khususnya pengantar listrik karena mempunyal sifat mengantar listrik yang sangat baik. Sungguhpun demikian tembaga murni sangat kurang kekuatannya dan untuk menambah kekuatan perlu dicampur dengan unsur logam lain. Apabila ditambah dengan unsur seng akan menjadi kuningan dan ababila ditambah dengan timah menjadi perunggu.

Kuningan dapat dibentuk untuk menjadi komponen alat listrik dan komponen lain yang memerlukan ketahan terhadap karat. Dalam bentuk plat, kuningan yang liat dapat dibentuk dengan proses penarikan seperti untuk membuat selonsong peluru.

Perunggu dibuat ke bentuk plat atau batangan kalau diperlukan tegangan yang lebih besar yang biasanya mengandung sedikit pospor dan dikenal dengan perunggu pospor. Bahan ini banyak digunakan dalam bentuk tuangan untuk bahan bantalan atau benda-benda lain yang memerlukan kekuatan dan tahan karat.

Perunggu Alumunium

Komposisi bahan ini adalah 8 1/2% - 10 1/2% alumunium, 3 1/2% - 5 1/2% besi, 4 1/2% - 6 1/2% nikel dan sampai 1 1/2% magnesium serta sisanya adalah kandungan tembaga. Kanena bahan ini bersifat kuat dan tahan karat maka bahan ini sangat luas penggunaanya khususnya dalam bidang perkapalan seperti rumah pompa, katup, buritan kapal dan bahing2 kapal2 kecil.

Perunggu Silikon

Komposisi bahan ini 96% tembaga, 3% silicon dan 1% magnesium. Penggunaan bahan ini terutama untuk alat industri kimia seperti tanki penampung dan saluran air panas dan juga sering digunakan untuk pasak dan baut pada lambung kapal.

Timah Hitam

Timah tahan terhadap unsur-unsur asam makanya sering digunakan pada industri kimia dan sering juga digunakan sebagai bahan tambah pada proses penyolderan. Timah hitam juga merupakan bahan campunan untuk bahan bantalan tertentu dan apabila ditambah dengan jumlah kecil ke dalam baja potong akan menambahkan tingkat kemampuan potongnya.

(64)

HO 45

Seng

Seng apabila dicampurkan dengan tembaga akan mejadi kuningan. Ini juga digunakan sebagai campuran bahan logam lain untuk perbuatan komponen dengan proses cetak atau tuangan seperti komponen-komponen otomotif dsb. Baterai kering juga di bungkus menggunakan seng dan sebagai bahan pelapis supaya bahan tensebut dapat anti karat.

Aluminium

Campuran alumunium digunakan untuk pembuatan komponen yang ringan misalnya pesawat terbang atau mobil. Disamping ini juga di gunakan untuk konstruksi, peralatan dapur dan kertas alumunium yang berfungsi sebagal isolasi panas serta untuk pembungkus makanan.

Nikel dan Chrom

Kedua bahan ini selalu digunakan sebagai pencampur untuk pembuatan baja dengan sifat-sifat khusus serta sebagai bahan pelapis bahan logam lain.

Timah Putih

Kalau dicampur dengan tembaga akan menjadi. perunggu juga digunakan sebagai pelapis logam untuk pembuatan kaleng dan merupakan unsun utama dalam penyolderan.

Logam Ferro

Unsur besi adalah merupakan unsur utama dalam pembuatan besi tuang dan baja yang dalam bentuk ini sangat luas penggunaannya. Besi bersifat lunak dan liat dan mudah dijadikan meal mit tapi dalam bentuk yang murni kemagnitannya tidak bisa bertahan tetap, walaupun pada umumnya baja dapat berfungsi sebagai magnit tetap.

Besi Tuang

Besi tuang sangat luas penggunaanya dalam bidang keteknikan karena dapat cepat dibentuk ke bentuk yang rumit dengan cetakan pasir atau cetakan logam. Mempunyai kelembaban yang tinggi maka akan mempunyai tingkat peredam getaran yang tinggi pula. Oleh karenanya banyak digunakan untuk mesin perkakas, blok mesin, rumah bantalan dsb.

Banyak tingkatan tergantung kegunaannya dan apabila dicampur nikel atau chrom akan meningkatkkan ketahanan terhadap panas dan karat serta menambah kekuatan.

(65)

HO 46

Komposisi, sifat dan kegunaan besi tuang. Besi Tuang Kelabu

Pada besi tuang kelabu ini tumpukan karbonya berbentuk grafit, patokan besi tuang ini berbentuk kelabu dan grafit berwarna kelabu ini sangat rapuh. Sifat besi tuang kelabu cukup tahan terhadap tegangan tarik dan tegangan tegangan tekan.

Besi tuang kelabu sangat mudah dikerjakan dengan mesin tahan arus dan terhadap getaran, Digunakan dengan berbagai jenis tujuan dan pada umumnya untuk dudukan dan mesin dalam rumah pompa.

Besi Tuang Tempa

Besi tuang tempa dibuat dengan proses pelunakan (annelmng) dengan cana menaikkan temperatur dan didinginkan secara perlahan.

Disini unsur konban dapat tensebar secara merata dan larut bensama unsun besi.

Besi tuang tempa lebih liat dan pada besi tuang biasa dan cocok digunakan untuk pembuatan komponen-komponen yang akan menahan beban kejut dan bengkok. Dengan proses penuangan yang mudah akan mendapatkan hasil besi yang dapat ditempa dan lliat.

Besi Tuang Putih

Besi tuang putih ini mempunyai penampung abu-abu penak kahau dipatahkan. Unsur barbon akan tenbentuk menjadi besi karbida dan akan terhihat dalam struktur mikro bebas dan sementit dan matrik pearlit. Bahan ini akan sangat keras, rapuh dan susah dikerjakan dengan mesin. Kalau akan dikerjakan harus menggunakan alat potong keramik. Kekerasan Brinell 5000 sampai 725.

Bahan ini digunakan untuk komponen yang memerlukan tahan panas atau sebagai bahan dasar untuk besi tuang tempa.

Besi Tuang High-duty

Besi tuang ini lebih kuat dan besi tuang kelabu dimana kumpulan karbon berbentuk kasar. Unsur tambahan untuk besi tuang ini adalah nikel, Chrom, tembaga dan molybden yang akan meningkatkan kemampuan dan ketahanan tenhadap aurs, panas dan karat.

Besi Tuang Mechanite

Calsium silikad ditambahkan kebesi tuang ini sebelum dituangkan yang akan menghasilkan grafit rata dan mempunyai tegangan tarik 150 – 700 MPA.

Besi tuang grafit spheroidal (gnafit bulat)

Cerium atau magnesium dan kemungkinan nikel ditambahkan cainan besi yang akan menghasilkan gnafit spheroidal (bulat).

(66)

HO 47

Besi Tuang Dingin

Tahan terhadap keausan pada permukaan besi tuang putih yang dapat dihasihkan dan besi tuang kelabu dengan menempatkan logam dingin pada cetakan, logam dingin akan mendinginkan permukaan besi tuang lebih cepat.

Klasifikasi baja karbon

Baja karbon dibagi atas 4 group yang masing-masing dibagi atas beberapa kualitas.

Group 1

Baja karbon rendah

Unsur karbon terdiri dan 0,06% sampai 0,12%, Kekerasan Brinell;nya kira-kira 90 dan tegangan tarik adalah 300 MPA.

Baja ini hampir mendekati besi murni dan makanya agak susah di kerjakan dengan mesin. jangan gunakan bahan ini kalau diperlukan proses penguhmnan, broaching dan untuk mendapatkan hasil pembubutan yang rata dan halus.

Group 2 Baja Lunak

Unsun karbon terdapat antara 0,15% - 0,26%, kekerasan Brinell sebesar 100 ~116 dan tegangan tarik o adalah 340 - 400 MPA.

Untuk perlakuan panas dapat dilakukan proses Canbunising atau pengerasan setempat dan juga dapat dilas atau di braning.

Digunakan untuk pembuatan komponen mesin secana umum dan komponen-komponen yang memerlukan proses tempa.

Group 3

Baja Kanbon Sedang

Kandungan karbon antara 0,3% - 0,5%. Kekerasan Brinell antara 137 - 179 dan tegangan tarik adalah 460 - 616 MPA.

Baja ini digunakan untuk komponen-komponen yang memerlukan sifat-sifat mekanik