bab 1(basic concepts on statics)

MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)

BAB 1

BASIC CONCEPTS ON STATICS

PENGENALAN

Kejuruteraan mekanik adalah bidang kejuruteraan yang berkaitan dengan asas

mekanik. Ia merupakan penggunaan prinsip fizik untuk menganalisis, mencipta,

membuat dan menyelenggara mesin dan barangan berguna. Ia memerlukan

pemahaman kukuh konsep-konsep asas yang merangkumi mekanik, kinematik,

termodinamik dan tenaga. Jurutera mekanik menggunakan prinsip-prinsip ini dan

prinsip-prinsip lain dalm mencipta dan menganalisis kereta, pesawat udara, sistem

pemanasan dan penyejukan, bangunan dan jambatan, kelengkapan dan jentera

industri, dan banyak lagi.

Statik merupakan cabang sains fizikal yang menerangkan keadaan sesuatu jasad

atau sistem yang berada dalam keadaan keseimbangan atau pegun apabila dikenakan

daya-daya. Sebenarnya statik menyamai kes yang khusus bagi dinamik, iaitu apabila

pecutan sifar. Sesuatu jasad tidak akan mengalami anjakan atau putaran apabila daya-

daya yang bertindak padanya berada dalam keadaan keseimbangan. Ini bermakna

daya-daya luar yang dikenali sebagai daya tindakan, diimbangi daya tindak balas yang

diwujudkan pada sokongan jasad tersebut.

KONSEP ASAS

Panjang ialah ukuran kedudukan satu titik dalam ruang sama ada dua atau tiga

dimensi untuk menerangkan saiz fizikal sistem berkenaan.

Masa ialah pengukuran terhadap kejadian-kejadian yang berlaku secara berturutan.

JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI


Jisim sesuatu badan dianggap sebagai milik kuantitatif bahan berkenaan yang

digunakan untuk mengukur rintangan bahan terhadap perubahan halaju.

Daya ialah tindakan satu badan (menolak atau menarik) ke atas badan lain.

Zarah ialah satu badan yang tersangat kecil apabila jisim atau dimensinya tidak diambil

kira dalam analisis sesuatu masalah.

Badan tegar merupakan cantuman rangkaian zarah-zarah yang banyak, apabila

semua zarah ini berada pada jarak yang tetap antara satu sama lain sama ada sebelum

atau selepas badan itu dikenakan daya.

Skalar dan vektor

Skalar ialah kuantiti yang mempunyai magnitud sahaja tanpa arah. Contoh-contoh

kuantiti skalar ialah jisim, masa, isipadu dan luas

Vektor ialah kuantiti yang mempunyai magnitud dan juga arah. Contoh-contoh kuantiti

vektor ialah halaju, daya dan pecutan

Prinsip-prinsip Asas

Hukum Pertama : Jika daya paduan yang bertindak pada sesuatu zarah adalah sifar,

zarah tersebut akan berada dalam keadaaan pegun (jika ia berkeadaan pegun pada

asalnya) atau akan bergerak dengan halaju malar mengikut garis tindakan daya (jika

zarah bergerak pada asalnya).

Hukum Kedua : Jika daya paduan yang bertindak pada suatu zarah tidak sifar, jasad

tersebut akan mengalami pecutan dan bergerak menngikut arah daya paduan tersebut.

Pecutan ini berkadaran dengan magnitud daya paduan. Secara ringkasnya, hukum ini

dinyatakan sebagai F = ma dimana F ialah daya paduan yang bertindak keatas zarah,



m ialah jisim zarah dan a ialah pecutan zarah yang sama arah dengan F. Daya

ditakrifkan sebagai sebab yang akan mengakibatkan pergerakan satu jasad yang

berkeadaan diam atau perubahan halaju bagi jasad yang berada dalam pergerakan

seragam.

Hukum Ketiga : Daya tindakan (daya yang dikenakan) dan daya tindak balas (iaitu

daya yang mengimbangkan daya tindakan) mempunyai magnitud yang sama, garis

tindakan yang sama tetapi bertentangan arah (Rajah 1). F dalam rajah ini ialah daya

tindakan dan R ialah daya tindak balasnya.

Sistem Unit Antarabangsa, SI (International System of unit)

Dalam sistem ini, terdapat empat kuantiti asas, iaitu panjang, masa, daya dan jisim

akan diambil kira. Tiga daripadanya adalah unit asas dan satu unit terbitan. Semua

sistem ini berhubung kait antara satu sama lain mengikut hukum kedua Newton.

Kuantiti Simbol Unit Simbol

Jisim m Kilogram kg

Daya F Newton N

Panjang l Meter m

Masa t Saad s

Contoh :

Satu Newton (N) ditakrif sebagai daya yang menyebabkan jisim 1 kg mengalami

pecutan 1 m/s2.

F = ma = (1 kg)(1 m/s2) = 1 kg m/s2 = 1N

Oleh itu unit Newton (N) adalah terbitan daripada gabungan unit-unit asas iaitu kg, m,

dan s. Walaupun begitu unit Newton ini juga digolongkan sebagai unit asas (SI).



Gandaan (prefixes)

Unit ini digunakan untuk menakrifkan sesuatu nombor yang terlalu besar atau yang

terlalu kecil supaya dapat dipersembahkan dalam bentuk gandaan.

Gandaan Simbol Faktor

yotta Y 1 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10 24 (e+24)

zetta z 1 000 000 000 000 000 000 000 = 10 21 (e+21)

exa E 1 000 000 000 000 000 000 = 10 18 (e+18)

peta P 1 000 000 000 000 000 = 10 15 (e+15)

tera T 1 000 000 000 000 = 10 12 (e+12)

giga G 1 000 000 000 = 10 9 (e+9)

mega M 1 000 000 = 10 6 (e+6)

kilo k 1 000 = 10 3 (e+3)

hecto h 100 = 10 2 (e+2)

deca da 10 = 10 1 (e+1)

……………………………………………………………………………..1…………………………………………………………………………..

deci d 0.1 = 10 -1 (e-1

centi c 0.01 = 10 -2 (e-2)

milli m 0.001 = 10 -3 (e-3)

micro µ 0.000 001 = 10 -6 (e-6)

nano n 0.000 000 001 = 10 -9 (e-9)

pico p 0.000 000 000 001 = 10 -12 (e-12)

femto f 0.000 000 000 000 001 = 10 -15 (e-15)

atto a 0.000 000 000 000 000 001 = 10 -18 (e-18)

zepto z 0.000 000 000 000 000 000 001 = 10 -21 (e-21)

yocto y 0.000 000 000 000 000 000 000 001 = 10 -24 (e-24)

Contoh 1

Tukarkan



a) 4.78 km kepada unit meter

b) 4.56 x 105mm kepada unit meter

c) 100 km/j kepada unit m/s

Contoh 2

Tukarkan unit dibawah dengan menggunakan unit SI dan Gandaan.



a) (50 mN)(6GN)b) (400mm)(0.6 MN)c) 45 MN3/900Gg


bab 1(basic concepts on statics)

Documents