BAB 4TEGANGAN

Dwi Ratna Kurniawati, S.Pd

A. PENGERTIAN TEGANGAN

Apabila sebuah balok terletak di atas lantai, pada bagian atasnya bekerja gaya sepusat (F) seperti gambar atas, maka pada lantai terjadi gaya reaksi yang arahnya ke atas sebesar (Fr) pula.

F

Fr

a

b

a

b

F

Fr

aa

(a) (b)Fr

(c)

aa

F

Gaya sepusat (F) dan gaya reaksi (Fr) dari bawah akan bekerja pada setiap penampang balok tersebut. Jika kita ambil penampang a-a dari balok, maka di atas penampang bekerja gaya sepusat (F) yang arahnya ke bawah, dan di bawah penampang bekerja gaya reaksinya (Fr) yang arahnya ke atas.

Akibatnya, pada bidang penampang tersebut, molekul-molekul di atas dan di bawah saling tekan menekan. Karena beban F sepusat, maka F akan di terima sama rata oleh setiap molekul pada bidang penampang tersebut. Kalau luas penampang tersebut adalah A, maka setiap satuan luas penampang menerima beban sebesar F/A.

Beban yang diterima oleh molekul-molekul benda setiap satuan luas penampang disebut tegangan. Tegangan biasanya dinyatakan dengan huruf Yunani σ (thau).

Jadi: σ = F/A

B. TEGANGAN NORMAL

Jika gaya dalam diukur dalam kg.f atau N,

sedangkan luas penampang dalam m², maka

satuan tegangan adalah atau atau

Tegangan ada dua macam, yaitu:

a. Tegangan normal disingkat σ

b. Tegangan tangensial disingkat Ʈ

Tegangan normal bila luas

penampang = A (m²) dan

besarnya gaya = Fn (kg.f)

dg satuan

Fn

Fq

Sedangkan Tegangan Tangensial:

dg satuan

C. MACAM-MACAM TEGANGANTegangan ada bermacam-macam sesuai

dengan adanya pembebanan yang bermacam-macam pula. Pada pembebanan tarik terjadi tegangan tarik, pada pembebanan tekan terjadi tegangan tekan, begitu pula pada pembebanan yang lain.

Tegangan ada 5 macam :1. Tegangan Tarik2. Tegangan Tekan3. Tegangan Lengkung4. Tegangan Puntir5. Tegangan Geser

1. Tegangan TarikTegangan Tarik terjadi pada rantai, tali dan

sudu-sudu turbin.

F F

A

2. Tegangan TekanTegangan Tekan misalnya terjadi pada tiang

bangunan yang belum mengalami tekukan, pada batang torak.

3. Tegangan Lengkung Misalnya, pada poros-poros mesin dan poros

roda yang dalam keadaan ditumpu. Jadi merupakan tegangan tangensial.

Dimana:Mb= Momen lengkungWb= Momen tahanan

Lengkung

Contoh tegangan lengkung pada batang roker arm

4. Tegangan Puntir Tegangan puntir sering terjadi pada poros roda gigi

dan batang-batang torsi pada mobil, juga saat melakukan pengeboran. Jadi, merupakan tegangan tangensial

Dimana:Mt = momen puntir (torsi)Wp = momen tahanan polar (pada puntir)

5. Tegangan Geser Tegangan geser terjadi jika suatu benda

bekerja dengan dua gaya yang berlawanan arah, tegak lurus sumbu batang, gaya tidak segaris namun pada penampangnya tidak terjadi momen. Tegangan ini banyak terjadi pada konstruksi seperti sambungan keling, gunting, dan sambungan baut.

P

P1

Pada gambar di atas, gaya P= P1 berlawanan arah. Gaya P dan P1 bekerja merata pada penampang A.

Bila penampang benda = A,Maka TEGANGAN GESERnya adalah:

Untuk konstruksi pada paku keling, maka

F F

FF

A A

F

AAF

Tegangan geser terjadi karena gaya radial F bekerja terhadap penampang normal yang jaraknya relatif kecil, maka pelengkungan bantang dianggap tidak ada. Untuk hal ini tegangan geser yang terjadi adalah

Apabila pada konstruksi mempunyai n paku keling, maka tegangan gesernya adalah:

D = diameter paku keling