Mendaki Hingga 2.958 mpdl

Sekitar tanggal 6 juli 2019, aku melakukan pendakian ke Gunung Gede melalui Cipanas (via gunung putri). Bukan pertama kali nya mendaki, membuat perasaan biasa saja. namun pertama kali nya menginap di gunung, membuat aku prepare lebih. Makanan, pakaian, alat-alat lainnya. Carrier aku penuh tanpa jaket. Alhasil, baru 100 meter dari pos, aku ambruk. kepala pening dan mual. Teman-teman melanjutkan perjalanan, aku berencana balik kanan. Mungkin menikmati indahnya cipanas tak buruk pikirku. 

Namun, 3 teman yang berjalan terakhir menawarkan aku untuk membawakan tas carrier aku. dengan tidak enak hati, aku menyerahkannya dan aku berjalan tanpa membawa apa-apa. hanya tenda dan minum di tangan. 

Ditengah perjalanan, langit menggelap. Perasaaan aneh muncul. malam-malam ditengah hutan, tapi aku yang penakut ini tak ada rasa takut. Setelah menempuh perjalanan selama 7 sampai 9 jam, kami sampai di lapangan Surya Kencana pukul 23.15 WIB. Disuguhi ribuan bintang di langit yang bersih dan cerah. tak ada rasa takut, hanya ada rasa haru. 

Pagi menjelang, kami membuat sarapan dengan energen dan pop mie. dan pas sadar, pop mie yang aku bawa ternyata mie goreng dan pedas. Alhasil aku meminta makanan pada rekan-rekan. Makanan yang aku bawa tak ada yang bisa aku makan. Cukup madu, mie dan air yang bisa masuk ke mulut dan perut sebelum melanjutkan perjalanan menuju kawah. Ternyata kawah tak terlihat karena tertutup awan. 

Well, pas pulang, tas ku lumayan ringan. dengan menitipkan sleeping bag ke rekan yang lain, aku berjalan dengan membawa tas dan tenda. wajahku ceria bisa merasakan menggendong carrier di puncak gunung. Dan yah, itu gak mudah. Seperti ketika kami mendaki, begitu pun saat turun. Tak terhitung jumlah kami berhenti hanya sekedar minum atau beristirahat sebentar hingga istirahat untuk makan sampai berleha-leha. Kami sadar, rombongan kami memiliki stamina yang berbeda-beda hingga kami saling menghargai untuk saling menunggu.

Yupz, bukan tentang berapa tinggi gunung yang didaki, namun menurutku lebih pada bagaimana aku memaknai proses pendakian.

Hidup minimalis merupakan kunci para pendaki. Membawa barang seperlunya. Tak ada kemewahan dan kebercukupan. Sometimes aku berpikir, hanya dengan alat-alat sederhana dan makanan apa adanya, kami bisa bertahan. Lantas kenapa kehidupan  penuh dengan keinginan yang sebenarnya tanpa itu juga  bisa bertahan hidup. Well, its about ego. Tapi begitulah kehidupan. 

Kerjasama dan saling aware satu sama lain. Semuanya terangkum. Tak ada rasa takut. istilah 'istirahatlah ketika lelah' bukan haya sekedar pepatah tapi memang harusnya begitu. Mungkin biasanya diantara kami terdapat rasa tak suka atau masaah, namun selama perjalanan itu tak nampak. Hanya kepedulian dan cita-cita yang sama yakni puncak gunung. Semua selamat hinga puncak. Siapapun dia. Ketika lelah kami semua behenti untuk menungugu dan  hanya untuk bertanya kabar.

Aku mengagumi bunga 'abadi', namun disana aku memahami bahwa prosesnya gak seindah tampaknya. Yupz, hasil tak pernah mengkhianati usaha. Bagaimana bunga Edelweis tidak abadi jika proses mereka sangatlah sulit. Pohon yang tak hitam, melewati terik matahari dan dingin nya angin malam yang mencekam.

Rasa puas sama diri sendiri telah melewati rintangan yang  tidak mudah. Saat sudah turun dan memandang gunung yang begitu kokoh, bisikan bahwa kau telah mendakinya dengan berbagai drama membuat aku dapat berkata pada diri sendiri 'well done'. 

 Teknik Pengujian Logam (Ferrous Dan Non Ferrous)

(Bagian 1)

Dalam ilmu logam sendiri, jenis-jenis dari logam dikelompokkan dalam 4 kelompok, yaitu [1] :

·         Logam ringan (alumunium, magnesium, titanium, kalium, barium, dan natrium).

·         Logam berat (nikel, timah hitam, timah putih, besi, khrom, dan seng).

·         Logam tahan api (titanium, molibden, sirkonium, wolfram).

·         Logam mulia (emas, platina dan perak)

Sedangkan jika melihat jenis logam berdasarkan bahan dasar yang membentuknya, dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu :

•         Logam bukan besi (non ferrous) adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Jenis dari logam ini diantaranya yaitu alumunium (AI), timah (Sn), tembaga (Cu), dan timbel (Pb).

•         Logam besi (ferrous) adalah logam paduan yang terdiri dari campuran-campuran unsur karbon dengan besi. Jenis logam seperti ini antara lain yaitu besi tuang, baja lunak, besi tempa, baja karbon sedang, baja karbon tinggi dan campuran.

a.       Jenis-jenis Pengujian Logam [2]

Pemeriksaan bahan logam adalah rangkaian kegiatan yang dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sifat-sifat logam, kemampuannya terhadap pembebanan tertentu, struktur mikro dan cacat yang ada pada bahan logam. Dengan diketahui sifat-sifat logam maka dapatlah dilakukan pemilihan bahan yang sesuai untuk pemakaian. Demikian pula bahan-bahan dalam kontruksi misalnya pelat ketel yang sudah lama dipakai memerlukan pemeriksaan pada waktu tertentu untuk mendapatkan data tentang sifat-sifatnya sehubungan dengan proses penuaan, sehingga dapatlah diambil keputusan apakah ketel dapat dilakukan dengan cara visual, yaitu dengan mengamati objek. Hal-hal yang dapat diketahui dengan cara ini antara lain: adanya karat, retakan yang relatif besar, kelurusan pada sambungan las dan keadaan- keadaan lainnya yang dapat dilihat oleh pemeriksa. Selanjutnya untuk pemeriksaan yang lebih teliti dilakukan dengan cara menggunakan alat tertentu, misalnya untuk mengetahui kekuatan tarik, maka bahan dengan ukuran tertentu diuji pada mesin uji tarik. Struktur mikro dari logam dapat diketahui dengan pemeriksaan mikroskopis, adanya cacat/retakan di dalam logam dapat diperiksa dengan ultrasonic detector.

1)      Jenis- Jenis Pengujian Logam

Macam-macam pengujian logam dapat dikelompokkan ke dalam pengujian destruktif dan pengujian non-destruktif.

a)      Pengujian Destruktif (Destructive Test = DT)

Yang dimaksud dengan pengujian destruktif ialah pengujian yang dilakukan sehingga menimbulkan perubahan/kerusakan pada bahan uji (test piece).

Macam-macam pengujian yang termasuk kelompok ini ialah:

Pengujian Tarik, Pengujian Tekan, Pengujian Pukul-Takik, Pengujian Kekerasan, Pengujian Lengkung, Pengujian Geser, Pengujian Puntir, Pengujian Kelelahan dan Pengujian Mikroskopis.

b)      Pengujian Non-Destruktif (Non Destruktive Test = NDT)

Yang dimaksud dengan pengujian non destruktif ialah pengujian tanpa merusak bahan uji.

Macam-macam pengujian yang termasuk kelompok ini adalah :

§ Pemeriksaan cacat luar logam dengan Magnitografi dan Dye penetrant

§ Pemeriksaan cacat dalam logam dengan Ultrasonic dan Radiografi Disamping pemeriksaan terhadap kekuatan dan cacat dari logam tersebut, perlu pula diadakan pemeriksaan terhadap komposisi dari logam tersebut. Pemeriksaan komposisi logam dapat dilakukan dalam laboratorium kimia. Pemeriksaan komposisi logam tersebut meliputi:

Pemeriksaan kadar belerang, kadar Hidrogen, kadar Oksigen, kadar Carbon,  kadar Phospor, kadar Mangan, kadar Vanadium, kadar Magnesium, kadar Chroom  dan pemeriksaan kadar dari unsur-unsur lain dari suatu logam.

2)      Standar

Cara-cara pelaksanaan pengujian dilakukan mengikuti standar tertentu, demikian juga ukuran-ukuran bahan uji disesuaikan dengan standar yang dipakai.

Beberapa standar untuk pengujian logam adalah :

a) HCNN (Hoofd Commissie voor de Normalisatie ini Nederland)

b) ASTM (American Standard for Testing and Materials)

c) DIN (Deutche Industrie Normen)

d) JIS (Japan Industrial Standard)

e) ISO (International Organisation for Standardization)

f) SII (Standar Industri Indonesia)

b.      Pengujian Kekerasan

1)      Pengertian Dasar

Kekerasan suatu bahan adalah ketahanan bahan tersebut terhadap penetrasi. Bahan yang lebih keras akan dapat mengadakan penetrasi pada bahan yang lebih lunak.

Dalam hal ini penetrasi adalah: apabila suatu bahan yang keras dibentuk dengan suatu bentuk tertentu kemudian ditekankan pada bahan yang lebih lunak maka bahan yang keras akan masuk (penetrasi) ke dalam bahan yang lebih lunak.

Kekerasan suatu bahan tidak ditentukan oleh komposisinya saja tetapi faktor-faktor lain seperti heat treatment, strain hardening dan lain-lain. Faktor mekanis juga memegang peranan yang penting pada kekerasan bahan tersebut.

Kekerasan suatu bahan dapat dipakai suatu dasar penentuan sifatsifat mekanis bahan tersebut seperti: ketahanan terhadap deformasi elastis, goresan, keausan, kikisan dan lain-lain.

Kekerasan suatu bahan dapat ditentukan menurut sifat pembebanannya yaitu:

• Kekerasan karena pembebanan statis

• Kekerasan karena pembebanan dinamis

Pada umumnya kekerasan pembebanan statislah yang paling banyak digunakan. Penentuan angka kekerasan suatu bahan sebelum digunakan pada saat-saat tertentu perlu diadakan, karena sebagai indikasi ketahanan bahan tersebut dalam pemakaian. Dalam hal-hal tertentu tidak seluruh benda kerja harus mempunyai kekerasan yang merata bahkan seringkali hanya dibutuhkan permukaan benda kerja saja yang keras. Sebagai contoh: roda gigi dikeraskan hanya pada pahat-pahat potong dikeraskan secara merata sampai mencapai seluruh bagian dalamnya.

Logam-logam tertentu masih dapat dinaikkan kekerasannya dengan cara heat treatment dengan atau tanpa membubuhkan unsur-unsur tertentu pada permukaan logam tersebut. Biasanya cara ini digunakan terbatas pada pengerasan permukaan saja. Pada heat treatment bahan-bahan tertentu kenaikan kekerasan bukan saja terbatas pada permukaannya tetapi juga akan terjadi pada bagian dalamnya, hanya kenaikan kekerasan bagian dalam lebih kecil dibandingkan dengan kekerasan bagian luar. Sedangkan penambahan elemen-elemen tertentu pada komposisi bahan dapat mengakibatkan penambahan kekerasan yang merata.

Dalam memilih bahan bukan saja kekuatan yang menentukan pilihannya tetapi seringkali kekerasan bahan juga memegang peranan penting. Harga (angka) kekerasan suatu bahan adalah angka yang relatif, misalnya bahan A mempunyai angka kekerasan 50 sedang B adalah 100, ini bukan berarti bahwa B dua kali lebih keras dari A. Untuk menentukan angka kekerasan suatu bahan, terhadap bahan tersebut kita lakukan test kekerasan.

Hardness test/test kekerasan bertujuan untuk mengetahui harga kekerasan dari suatu bahan yang akan digunakan di dalam lapangan teknik. Tes kekerasan termasuk percobaan statis karena bertambahnya beban/pembebanannya bertambah dengan perlahan-lahan. Percobaan kekerasan yang dapat dilaksanakan di laboratorium Material Test adalah: Brinell, Vickers dan Rockwell.

Hal-hal berikut yang harus diperhatikan dalam melakukan pengujian kekerasan:

a)      Penekan dan landasan harus bersih dan terpasang dengan baik.

b)      Permukaan yang diuji harus bersih dan kering, halus dan bebas dari kotoran.

c)      Permukaan harus datar dan tegak lurus terhadap penekan.

d)      Tebal benda uji harus tepat sedemikian rupa hingga tidak terjadi gembung pada permukaan dibaliknya. Dianjurkan agar tebal benda uji harus sedemikian rupa minimal 10 kali kedalaman bekas kedalaman bekas penekanan. Pengujian dilakukan pada bahan yang tebalnya satu jenis.

e)      Jarak antara 1 pengujian dengan pengujian berikut harus 3 hingga 5 x diameter bekas penekan.

f)       Kecepatan penerapan beban harus sama dengan waktu pemberian beban, baik pada pengujian ke-1 maupun pada pengujian selanjutnya. Bila pengontrolan beban tidak dilakukan secara hati-hati dan teratur, maka dapat terjadi variasi harga kekerasan yang cukup besar, terutama pada bahan-bahan lunak. Untuk bahan-bahan demikian pengembalian tuas beban benar-benar dikembalikan pada posisi yang standar setelah setiap pengujian dilakukan.

Dalam dunia teknik umumnya, pegujian kekerasan menggunakan 3 macam metode pengujian kekerasan yakni [1]:

1.      Uji Kekerasan Brinell

Kekerasan ini disebut kekerasan brinell karena biasa disingkat dengan HB atau BHN (Brinell Hardness Number). Uji kekerasan ini dilakukan dengan penekanan sebuah bola baja yang terbuat dari baca chrom yang telah dikeraskan dengan diameter tertentu.

kekuatan kompresi statis di permukaan logam yang diuji harus rata dan bersih. Setelah gaya tekan dilepaskan dan bola baja dikeluarkan dari kurva, diameter atas kurva diukur dengan hati-hati dan kemudian digunakan untuk menentukan kekerasan logam yang akan diuji. Bahan-bahan atau perlengkapan yang digunakan untuk uji kekerasan brinell adalah sebagai berikut :

•      Bola baja untuk brinell (brinell ball)

•      Mesin uji kekerasan brinell

•      Mikroskop pengukur

•      Stop watch

•      Mesin gerinda

•      Ampelas kasar dan halus

•      Benda uji (test specimen).

2.      Uji Kekerasan Rockwell

Uji kekerasan ini didasarkan pada penekanan sebuah indentor dengan suatu gaya tekan tertentu kepermukaan yang bersih dan rata dari suatu logam yang akan di uji kekerasannya.

Kekerasan Rockwell ini biasa disingkat dengan HR dan kadang hanya disingkat dengan huruf R saja. Pengujian kekerasan metode Rockwell diatur berdasarkan standard DIN 50103. Tingkat kekerasan menurut Rockwell adalah berdasarkan pada jenis indentor yang digunakan pada masing-masing skala. Bahan-bahan atau perlengkapan yang dipakai untuk pengujian kekerasan rockwell adalah sebagai berikut :

•         Mesin pengujian kekerasan rockwell

•         Indentor berupa bola baja yang disepuh dengan ukuran Ø 1/16” dan kerucut intan dengan besar sudut 120 derajat.

•         Mesin gerinda

•         Amplas kasar dan halus

•         Benda uji (test speciment)

3.      Uji Kekerasan Vickers

Uji Vickers ini didasarkan pada gaya yang diberikan tekanan tertentu oleh indentor dalam bentuk piramida berlian terbalik yang memiliki sudut ujung pada permukaan logam yang diuji kekerasannya, permukaannya. logam yang diuji menjadi bersih dan rata.

Setelah gaya kompresi statis dihapus dan berlian piramidal telah dihapus dari jejak (permukaan anterior adalah persegi panjang karena piramida adalah piramida sama sisi), empat persegi panjang diagonal atas dengan hati-hati diukur untuk menentukan kekerasan logam. untuk menguji. Nilai kekerasan yang diperoleh dengan demikian disebut kekerasan Vickers, umumnya disingkat Hv atau HVN (Vicker hardness index). Bahan-bahan atau perlengkapan yang biasa digunakan untuk uji kekerasan vickers adalah sebagai berikut:

•         Ampelas kasar dan halus

•         Indentor pyramid diamond

•         Mikroskop pengukur diagonal bekas

•         Stop watch

•         Mesin gerinda

•         Mesin percobaan kekerasan vickers

 

Materi ini diambil dan diolah berdasarkan sumber :

[1]      U. Tantowi, “Pengujian Pada Logam,” Medium.com, 2019. [Online]. Available: https://medium.com/@ustontttt/pengujian-pada-logam-adalah-proses-pemeriksaan-bahan-bahan-untuk-diketahui-karakteristik-dan-69dd145907cb.

[2]      Kemendikbud, “Teknik Mekanik 1,” 2015.

 

USAHA DAN ENERGI

(Bagian 2)

 

Energi adalah kata yang cenderung banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Meskipun sering digunakan secara lumrah, kata ini memiliki arti fisik yang sangat spesifik.

Energi adalah ukuran kemampuan sesuatu untuk melakukan usaha. Itu bukan substansi material. Energi dapat disimpan dan diukur dalam berbagai bentuk.

Meskipun kita sering mendengar orang berbicara tentang konsumsi energi, energi tidak pernah benar-benar dimusnahkan. Itu hanya ditransfer dari satu bentuk ke bentuk lain, melakukan usaha dalam prosesnya.

 

Energi Potensial Gravitasi

Suatu benda dapat menyimpan energi sebagai hasil dari posisinya. Energi yang bersumber atau kerena posisi ini disebut sebagai energi potensial. Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam posisi yang dimiliki oleh suatu benda.

Contohnya adalah bola yang berat digantung pada mesin menyimpan energi saat berada pada posisi yang lebih tinggi. Demikian pula, busur yang ditarik mampu menyimpan energi sebagai hasil dari posisinya. Saat mengambil posisi (yaitu, saat tidak ditarik), tidak ada energi yang disimpan. Namun ketika posisinya diubah dari posisi kesetimbangan biasanya, busur mampu menyimpan energi berdasarkan posisinya.

Dua contoh di atas mengilustrasikan dua bentuk energi potensial yang akan dibahas dalam pembahasan ini yakni energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis. Energi potensial gravitasi adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda akibat posisi vertikal atau ketinggiannya. Energi tersebut disimpan sebagai hasil dari tarikan gravitasi bumi terhadap benda tersebut. Energi potensial gravitasi bola dari mesin bergantung pada dua variabel - massa bola dan ketinggian bola itu dinaikkan. Ada hubungan langsung antara energi potensial gravitasi dan massa suatu benda. Bola memiliki energi potensial gravitasi yang lebih besar. Ada juga hubungan langsung antara energi potensial gravitasi dan ketinggian suatu benda. Semakin tinggi suatu benda dinaikkan, semakin besar energi potensial gravitasinya seperti yang tertera pada gambar di bawah ini.

Hubungan tersebut diekspresikan oleh persamaan berikut:

Keterangan

EP = Energi Potensial (Joule)

m = Massa (kg)

g = Percepatan Gravitasi (m/s2)

h = Ketinggian (meter)

 

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi gerak. Sebuah benda yang memiliki gerak - baik itu gerak vertikal maupun horizontal - memiliki energi kinetik. Ada banyak bentuk energi kinetik - vibrasi (energi akibat gerak getaran), rotasi (energi akibat gerak berputar), dan translasi (energi akibat gerak dari satu lokasi ke lokasi lain). Untuk menyederhanakan masalahnya, kita akan fokus pada energi kinetik translasi. Jumlah energi kinetik translasi dimiliki suatu benda bergantung pada dua variabel: massa (m) benda dan kecepatan (v) benda. Persamaan berikut digunakan untuk merepresentasikan energi kinetik (EK) suatu benda.

Keterangan:

Ek = energi Kinetik (Joule)

m = Massa (kg)

v = kecepatan (m/s)

Persamaan ini mengungkapkan bahwa energi kinetik suatu benda berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya. Artinya, untuk peningkatan kecepatan dua kali lipat, energi kinetik akan meningkat empat kali lipat. Untuk peningkatan kecepatan tiga kali lipat, energi kinetik akan meningkat dengan faktor sembilan. Dan untuk peningkatan kecepatan empat kali lipat, energi kinetik akan meningkat dengan faktor enam belas. Energi kinetik bergantung pada kuadrat kecepatan. Seperti yang sering dikatakan, persamaan bukan hanya resep untuk pemecahan masalah aljabar, tetapi juga panduan untuk memikirkan hubungan antar besaran.

 

Energi Mekanik

Pada bagian sebelumnya dari Pelajaran 1, dikatakan bahwa usaha dilakukan pada suatu benda setiap kali ada gaya yang beusaha padanya yang menyebabkannya bergeser. Usaha melibatkan gaya yang beusaha pada suatu benda untuk menyebabkan perpindahan. Jika bajak dipindahkan melintasi ladang, maka beberapa bentuk peralatan pertanian (biasanya traktor atau kuda) memasok energi untuk melakukan usaha membajak. Jika sebuah mobil roller coaster dipindahkan dari permukaan tanah ke puncak dari penurunan pertama perjalanan roller coaster, maka rantai yang digerakkan oleh motor memasok energi untuk melakukan usaha pada mobil tersebut. Dalam semua kasus, sebuah benda yang memiliki suatu bentuk energi memasok gaya untuk melakukan usaha itu. Dalam contoh yang dijelaskan di sini, benda yang melakukan usaha ( traktor dan motor / rantai) memiliki energi potensial kimia yang disimpan dalam makanan atau bahan bakar yang diubah menjadi usaha. Dalam proses melakukan usaha, objek yang melakukan usaha bertukar energi dengan objek tempat usaha tersebut dilakukan. Ketika usaha dilakukan pada benda tersebut, benda itu memperoleh energi. Energi yang diperoleh benda-benda yang menjadi tempat usaha dikenal sebagai energi mekanik.

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya atau posisinya. Energi mekanik dapat berupa energi kinetik (energi gerak) atau energi potensial (energi tersimpan posisi). Benda memiliki energi mekanik jika sedang bergerak dan / atau berada pada posisi tertentu yang relatif terhadap posisi energi potensial nol (misalnya, batu bata yang dipegang pada posisi vertikal di atas tanah atau posisi ketinggian nol). Mobil yang bergerak memiliki energi mekanik karena geraknya (energi kinetik). Sebuah bola bisbol yang bergerak memiliki energi mekanik karena kecepatan tinggi (energi kinetik) dan posisi vertikalnya di atas tanah (energi potensial gravitasi). Sebuah barbel yang diangkat tinggi di atas kepala atlet angkat besi memiliki energi mekanik karena posisinya yang vertikal di atas tanah (energi potensial gravitasi). Busur yang ditarik memiliki energi mekanik karena posisinya yang direntangkan (energi potensial elastis).

 

Energi Mekanik sebagai Kemampuan Melakukan Usaha

Suatu benda yang memiliki energi mekanik mampu melakukan usaha. Padahal, energi mekanik sering diartikan sebagai kemampuan melakukan usaha. Setiap benda yang memiliki energi mekanik - baik berupa energi potensial maupun energi kinetik - dapat melakukan usaha. Artinya, energi mekaniknya memungkinkan benda itu menerapkan gaya ke benda lain untuk membuatnya tergeser.

Contohnya bola pada mesin. Bola diayunkan ke belakang ke posisi yang tinggi dan dibiarkan terayun ke depan ke dalam struktur bangunan atau benda lain untuk menghancurkannya. Saat mengenai struktur, bola penghancur memberikan gaya padanya untuk menyebabkan dinding struktur bergeser. Diagram di bawah ini menggambarkan proses di mana energi mekanik  pada bola dapat digunakan untuk melakukan usaha.

Seperti yang telah disebutkan, energi mekanik suatu benda dapat merupakan hasil dari gerakannya (yaitu, energi kinetik) dan / atau hasil dari posisi energi yang tersimpan (yaitu, energi potensial). Jumlah total energi mekanik hanyalah penjumlahan energi potensial dan energi kinetik. Jumlah ini secara sederhana disebut sebagai energi mekanik total (EM).

Keterangan:

EM = Energi Mekanik (Joule)

EP = Energi Potensial (Joule)

EK = Energi Kinetik (Joule)

Perhatikan gambar di bawah ini!

Energi mekanik total pemain ski di atas adalah penjumlahan energi potensial dan kinetik. Kedua bentuk energi tersebut berjumlah 50.000 Joule. Perhatikan juga bahwa total energi mekanik pemain ski tetap selama gerakannya. Ada kondisi dimana energi mekanik total akan menjadi tetap dan kondisi dimana energi mekanik akan berubah. Untuk saat ini, ingatlah saja bahwa energi mekanik total adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda baik karena gerakannya maupun energi yang tersimpan pada posisinya. Jumlah total energi mekanik hanyalah penjumlahan dari kedua bentuk energi ini. Dan akhirnya, sebuah benda berenergi mekanik mampu melakukan usaha pada benda lain.

 

Tulisan in dambil dan diolah berdasarkan pada :
https://www.khanacademy.org/  dan  https://www.physicsclassroom.com/

 

USAHA DAN ENERGI

(Bagian 1)

Pada materi sebelumnya, ktai menggunakan hukum Newton untuk menganalisis gerak benda. Informasi gaya dan massa digunakan untuk menentukan percepatan suatu benda. Informasi percepatan kemudian digunakan untuk menentukan informasi tentang kecepatan atau perpindahan suatu benda setelah periode waktu tertentu. Dengan cara ini, hukum Newton berfungsi sebagai model yang berguna untuk menganalisis gerakan dan membuat prediksi tentang keadaan akhir gerakan suatu benda. Dalam unit ini, model yang sepenuhnya berbeda akan digunakan untuk menganalisis gerakan objek. Gerak akan didekati dari perspektif usaha dan energi. Pengaruh usaha terhadap energi suatu benda (atau sistem benda) akan diselidiki; kecepatan dan / atau tinggi benda yang dihasilkan kemudian dapat diprediksi dari informasi energi.

USAHA

Ketika suatu gaya bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan perpindahan benda, dikatakan bahwa benda tersebut melakukan usaha. Ada tiga unsur utama untuk melakukan usaha yaitu gaya, perpindahan, dan sudut (theta). Agar suatu gaya memenuhi syarat melakukan usaha pada suatu benda, harus ada perpindahan dan gaya harus menyebabkan perpindahan. Ada beberapa contoh usaha yang dapat diamati dalam kehidupan sehari-hari, diantaranya seekor kuda menarik bajak melalui ladang, seorang ayah mendorong gerobak kelontong di lorong toko bahan makanan, seorang mahasiswa baru mengangkat ransel penuh buku di bahunya, seorang atlet angkat besi mengangkat barbel di atas kepalanya, seorang atlet Olimpiade meluncurkan tolak peluru, dll. Dalam setiap kasus yang dijelaskan di sini, ada gaya yang diberikan pada suatu benda untuk menyebabkan benda tersebut dipindahkan.

Secara matematis, usaha dapat diekspresikan dengan persamaan berikut.

W = F • d • cos Θ

dimana :

W = Usaha (Joule)

F = gaya (Newton)

D = perpindahan (Meter)

Θ  = sudut (theta) didefinisikan sebagai sudut antara gaya dan vektor perpindahan.

Mungkin aspek yang paling sulit dari persamaan di atas adalah sudut "theta". Sudutnya bukan sembarang sudut, melainkan sudut yang sangat spesifik. Ukuran sudut didefinisikan sebagai sudut antara gaya dan perpindahan. Untuk mengumpulkan gagasan tentang maknanya, pertimbangkan tiga skenario berikut.

Skenario A: Suatu gaya melakukan usaha ke kanan pada suatu benda saat ia dipindahkan ke kanan. Dalam contoh ini, vektor gaya dan vektor perpindahan berada pada arah yang sama. Jadi, sudut antara F dan d adalah 0 derajat.

Skenario B: Suatu gaya melakukan usaha ke kiri pada suatu benda yang dipindahkan ke kanan. Dalam contoh ini, vektor gaya dan vektor perpindahan berada pada arah yang berlawanan. Jadi, sudut antara F dan d adalah 180 derajat.

Skenario C: Suatu gaya melakukan usaha ke atas pada suatu benda saat ia dipindahkan ke kanan. Dalam contoh ini, vektor gaya dan vektor perpindahan berada pada sudut siku-siku satu sama lain. Jadi, sudut antara F dan d adalah 90 derajat. Disini benda tidak akan bisa melakukan usaha karena cos dari 90 derajat adalah 0.

Berikut sudut-sudut istimewa yang biasa digunakan

 

 

Catatan:

gaya vertikal tidak melakukan usaha pada benda yang bergeser secara horizontal !!

Usaha dijelaskan terjadi ketika gaya melakukan usaha pada suatu benda untuk menyebabkan perpindahan. Ketika suatu gaya melakukan usaha menyebabkan suatu benda bergeser, tiga besaran harus diketahui untuk menghitung usaha. Ketiga besaran tersebut adalah gaya, perpindahan dan sudut antara gaya dan gaya gerak. Usaha selanjutnya dihitung sebagai gaya • perpindahan • cosinus (theta) di mana theta adalah sudut antara gaya dan vektor perpindahan.

Latihan:

1.     1.  Hitunglah usaha yang bekerja pada diagram di bawah ini jika perpindahan yang dilakukan benda 5 meter!

2.      Hitunglah usaha pada gambar di bawah ini!

Materi ini diambil dan diolah dari https://www.physicsclassroom.com/

 

Perlakuan Panas Logam

Heat Treatment ( perlakuan panas )

Heat Treatment ( perlakuan panas ) adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan specimen pada elektrik terance ( tungku ) pada temperature rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air garam, oli dan solar yang masing-masing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda.

Sifat-sifat logam yang terutama sifat mekanik yang sangat dipengaruhi oleh struktur mikrologam disamping posisi kimianya, contohnya suatu logam atau paduan akan mempunyai sifat mekanis yang berbeda-beda struktur mikronya diubah. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan degnan kecepatan tertentu maka bahan-bahan logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya.

Perlakuan panas adalah proses kombinasi antara proses pemanasan atau pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk mendaratkan sifat-sifat tertentu. Untuk mendapatkan hal ini maka kecepatan pendinginan dan batas temperature sangat menetukan.

Perlakuan panas logam adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat mekaniknya. Logam dapat dikeraskan sehingga tahan aus dan juga kemampuan memotong dapat meningkat atau dapat dilunakan untuk memudahkan proses dikerjakan di pemesinan. Melalui perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam dapat dihilangkan, ukuran butiran dapat diperbesar atau diperkecil. Selain itu ketangguhan dapat ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras disekeliling akan tetapi inti dari baja tersebut tetap ulet. Untuk memungkinkan perlakuan panas yang tepat, komposisi kimia baja harus diketahui karena perubahan komposisi kimia, khususnya karbon dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat fisis. Dimana baja yang dibutuhkan dalam teknik sangatlah berbeda-beda antara lain dibutuhkan kekerasannya, ketahanan terhadap korosi, elastisitasnya, keuletannya/liat, lunak bisa diregang dan lain.

 

Proses Perlakuan Panas Logam

               Tujuan perlakuan panas pada material logam yaitu untuk meningkatkan sifat-sifat material untuk kondisi operasional komponen. Macam-macam perlakuan panas yang umumnya dilakukan antara lain :

1.       Pengerjaan anil (annealing),  Pengerjaan ini dilakukan dengan memanaskan logam baja hingga di atas temperatur trasnformasi (723oC) bertujuan untuk mengubah ke fasa austenit kemudian didinginkan secara perlahan-lahan (pendinginan tungku). Tujuan utama pengerjaan ini adalah softening baja.

2.       Pengerjaan Normalisasi (Normalizing),  Pengerjaan ini dilakukan dengan memanaskan baja hingga menjadi fasa austenit penuh dan didinginkan di udara (pendinginan tungku) hingga mencapai suhu kamar. Fasa yang dihasilkan berstruktur ferrite dan pearlite tergantung komposisi unsure karbon.

3.       Pengerjaan pengerasan (Quenching treatment), Perlakuan baja ini dilakukan dengan memanaskan baja hingga fasa menjadi austenit dan didinginkan secara cepat (lihat diagram CCT baja karbon rendah). Media pendinginan cepat seperti air, oli, garam atau media pendingin lainnya. Tujuan utama perlakuan ini untuk meningkatkan kekerasan baja.

4.       Pengerjaan temper (tempering treatment), Perlakuan pemanasan kembali logam baja yang telah dikeraskan (quenching) dengan pencelupan cepat. Suhu pemanasan adalah agak rendah dibawah suhu transformasi eutectoid (lihat diagram fasa biner Fe-C). Tujuan utama yaitu mengurangi nilai kekerasan logam sehingga keuletan (ductility) logam akan naik. Beberapa variabel penting dalam perlakuan temper adalah temperatur, waktu pemanasan dan lain-lain.

5.       Perlakuan Pembebasan Tegangan ( Stress Relieving Treatment), Perlakuan ini bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa di dalam logam baja akibat perlakuan logam seperti proses las, produk cor-coran, pengerjaan dingin, pencelupan cepat dan sebagainya. Proses ini dengan memanaskan hingga temperatur mendekati suhu temperatur, ditahan untuk beberapa saat kemudian didinginkan diudara.

6.       Speroidisasi (Spherodizing), Perlakuan pemanasan untuk menhasilkan karbida yang berbentuk bulat (globular) di dalam logam baja.

  

Referensi :

http://sefnath.blogspot.com/2013/09/perlakuan-panas-heat-treatment.html

http://aldista212.blogspot.com/2018/09/perlakuan-panas-logam.html

http://sibakrukokteuk.blogspot.com/2015/01/proses-perlakuan-panas-pada-logam.html

 

 

 

GAYA

(Bagian 2)

Gaya Total

Sebuah benda diam cenderung diam dan benda yang bergerak cenderung tetap bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama kecuali ditindaklanjuti oleh gaya yang tidak seimbang.

Dalam pernyataan hukum pertama Newton, gaya tak seimbang mengacu pada gaya yang tidak menjadi benar-benar seimbang (atau dihilangkan) oleh gaya individu lainnya. Jika semua gaya vertikal (atas dan bawah) tidak saling menghilangkan dan / atau semua gaya horizontal tidak saling menghilangkan, maka ada gaya yang tidak seimbang. Adanya gaya yang tidak seimbang untuk situasi tertentu dapat segera direalisasikan dengan melihat diagram benda bebas untuk situasi tersebut. Diagram benda bebas untuk tiga situasi ditunjukkan di bawah ini. Perhatikan bahwa besaran sebenarnya dari gaya individu ditunjukkan pada diagram.

Dalam setiap situasi di atas, terdapat kekuatan yang tidak seimbang. Biasanya dikatakan bahwa dalam setiap situasi ada gaya total yang bekerja pada benda tersebut. Gaya total adalah jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada suatu benda. Artinya, gaya total adalah jumlah dari semua gaya, dengan mempertimbangkan fakta bahwa gaya adalah vektor dan dua gaya dengan besaran yang sama dan arah berlawanan akan saling meniadakan. Pada titik ini, aturan untuk menjumlahkan vektor (seperti vektor gaya) akan dipertahankan secara relatif sederhana. Perhatikan contoh penjumlahan dua gaya berikut:

Perhatikan diagram di atas bahwa vektor ke bawah akan memberikan pembatalan sebagian atau seluruhnya dari vektor ke atas. Dan vektor sebelah kiri akan memberikan pembatalan sebagian atau seluruhnya dari vektor sebelah kanan. Penambahan vektor gaya dapat dilakukan dengan cara yang sama untuk menentukan gaya total (yaitu, jumlah vektor dari semua gaya individu). Pertimbangkan tiga situasi di bawah ini di mana gaya total ditentukan dengan menjumlahkan vektor gaya individu yang bekerja pada objek.

LATIHAN

Hitunglah gaya total pada gambar dibawah ini!

Materi ini di ambil dan diolah dari sumber :

https://www.physicsclassroom.com/Class/newtlaws/u2l2d.cfm#Practice