Taufiqur Rokhman posted: " Para ilmuwan telah menggunakan mekanika dan teknik dari masa paling awal untuk membuat hidup lebih mudah. Di paragraf berikutnya ada beberapa penemuan-penemuan besar dalam mekanika dan teknik. Rekayasa (Engineering) AwalBeberapa mesin sederhana telah " Taufiqur Rokhman
Para ilmuwan telah menggunakan mekanika dan teknik dari masa paling awal untuk membuat hidup lebih mudah. Di paragraf berikutnya ada beberapa penemuan-penemuan besar dalam mekanika dan teknik.
Rekayasa (Engineering) Awal Beberapa mesin sederhana telah direkayasa sejak lama sebagai alat. Alat-alat ini membantu orang dengan tugas-tugas yang sangat umum. Mereka masih digunakan sampai sekarang. Empat mesin sederhana tersebut adalah tuas, bidang miring, roda, dan katrol.
Awalnya, tuas mungkin hanya sebuah tongkat besar. Tuas dapat juga digunakan untuk memindahkan benda berat seperti batu. Bayangkan bagaimana anda mengangkat sebuah batu. Jika Anda mengganjal tuas di bawahnya, Anda dapat memindahkan batu dengan menekan tuas ke bawah.
Tuas
Bidang miring direkayasa untuk membangun jalan dan struktur seperti piramida di Mesir. Sebuah bidang miring bekerja dengan memperpanjang jarak perjalanan untuk mengangkat suatu benda. Mengangkat kotak yang berat ke dalam mobil yang bergerak tentu menjadi hal yang sulit. Tetapi jika Anda menggeser kotak itu ke atas (bidang miring), lalu memindahkan kotak itu, maka akan membutuhkan lebih sedikit gaya dan kekuatan.
Bidang Miring
Roda memungkinkan pergerakan objek dengan mudah. Sebuah benda yang berat bisa dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain dengan menggulingkan bukan dengan mengangkat dan membawa.
Katrol atau dapat juga disebut puli adalah roda khusus. Katrol memiliki alur di sepanjang kurva luar. Katrol memiliki tali yang sesuai dengan alurnya. Salah satu ujung tali terikat ke ember batu. Kemudian ujung tali sisi lain dari katrol ditarik. Katrol memungkinkan Anda untuk menarik ke bawah daripada menarik ke atas. Terkadang menarik ke bawah lebih mudah daripada menarik ke atas. Jika Anda adalah orang kelahiran tahun 80-an ke atas, mungkin Anda termasuk orang yang keluarganya menggunakan katrol untuk meringankan ketika menimba air di sumur ketimbang jika langsung menimba dengan mengangkat ke atas timba yang penuh berisi air.
Taufiqur Rokhman posted: " Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 86 km/jam di jalan yang lurus. Kemudian pengemudi melihat kecelakaan di depan dan seketika menginjak rem. Waktu reaksi pengemudi, yaitu interval waktu antara melihat kecelakaan dan menginjak rem, adalah 0,75 s. Sete" Taufiqur Rokhman
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 86 km/jam di jalan yang lurus. Kemudian pengemudi melihat kecelakaan di depan dan seketika menginjak rem. Waktu reaksi pengemudi, yaitu interval waktu antara melihat kecelakaan dan menginjak rem, adalah 0,75 s. Setelah rem diinjak, mobil mengalami perlambatan sebesar 8,0 m/s2. Berapa total jarak berhenti?
SOLUSI:
Gerakan memiliki dua bagian. Bagian pertama, sebelum rem diterapkan, adalah gerakan dengan kecepatan konstan; bagian kedua, setelah rem diinjak, adalah gerak dengan percepatan konstan (negatif). Bagian pertama dari gerak berlangsung selama ∆t = 0,75 s, dengan kecepatan konstan V0 = 86 km/jam, yaitu,
Dengan kecepatan ini, mobil menempuh jarak,
Oleh karena itu, bagian kedua dari gerak memiliki posisi awal X0 = 18 m, kecepatan awal V0 = 24 m/s, kecepatan akhir V = 0, dan percepatan a = -8,0 m/s2 (percepatannya negatif disebabkan mobil mengalami perlambatan saat bergerak ke arah x positif). Jarak akhir yang tidak diketahui adalah x:
Diketahui:
a = 8.0 m/s2 V = 0 V0 = 24 m/s X0 = 18 m
Ditanya : X = ?
Jawab:
Persamaan yang paling cocok untuk solusi masalah ini adalah persamaan.
karena mengandung variabel yang tidak diketahui dan semua variabel lain di dalamnya diketahui. Dengan memecahkan persamaan ini untuk x, kita menemukan bahwa total jarak berhenti adalah
Jadi jarak total berhenti setelah pengereman dari kecepatan awal mobil 86 km/j adalah sejauh 54 m
Keterangan:
Driver sees wreck : Pengemudi melihat kecelakaan
Braking begins : Pengemudi mulai ngerem
Automobile stops : mobil berhenti
Tabel dibawah mencantumkan total jarak berhenti dari sebuah mobil untuk beberapa kecepatan awal. Jarak berhenti ini dihitung seperti pada contoh diatas. Waktu reaksi dari pengemudi diasumsikan 0,75 s, dan perlambatan karena pengereman diasumsikan sebesar 8,0 m/s2. Pada semua kecepatan, waktu reaksi memberikan kontribusi yang signifikan terhadap jarak berhenti. Untuk pengemudi yang waspada, waktu reaksi rata-rata adalah 0,75 detik, tetapi untuk pengemudi yang lalai (seperti pengemudi mengobrol di ponsel), waktu reaksi bisa lebih lama.
Perlambatan pengereman sebesar 8 m/s2 adalah perlambatan khas yang dialami sebuah mobil dengan ban yang baik dan dapat dicapai selama pengeremannya tajam dan di jalan yang kering. Jika ban aus atau jalanan basah, perlambatan yang dapat dicapai adalah kurang dari 8 m/s2.
Perlambatan juga tergantung pada karakteristik mobil. Misalnya, mobil sport berperforma tinggi dengan mesin belakang, seperti Porsche Carrera, dapat mencapai perlambatan hampir 11 m/s2 (selama pengereman tajam, hidung mobil cenderung menukik ke bawah, memberikan tekanan ekstra pada roda depan; massa besar mesin belakang mendistribusikan upaya pengereman lebih merata di depan dan belakang roda). Jika pengemudi menekan rem terlalu keras, roda akan terkunci, dan mobil akan tergelincir, yang mengakibatkan pengurangan perlambatan dan peningkatan substansial dalam jarak berhenti. Pengereman mendadak sering menyebabkan hilangnya kendali arah, dan mobil berputar beberapa kali dan kemudian menabrak separator atau berguling. Mobil dilengkapi dengan Antilock Brake System (ABS) untuk menghindari pengereman mendadak dengan otomatis, cepat, aplikasi rem berulang-ulang.
Taufiqur Rokhman posted: " Sebuah mobil memiliki beberapa jumlah komponen. Tapi ada empat komponen dasar. Mereka adalah:(i) Sasis(ii) Engine (iii) Sistem Transmisi(iv) BodiSelain dari empat komponen dasar ini, ada kontrol dan alat bantu. Kontrol dimaksudkan untuk mengendalikan pe" Taufiqur Rokhman
Sebuah mobil memiliki beberapa jumlah komponen. Tapi ada empat komponen dasar. Mereka adalah: (i) Sasis (ii) Engine (iii) Sistem Transmisi (iv) Bodi Selain dari empat komponen dasar ini, ada kontrol dan alat bantu. Kontrol dimaksudkan untuk mengendalikan pergerakan kendaraan. Alat bantu adalah komponen tambahan yang dimaksudkan untuk memberikan kenyamanan bagi pengguna mobil.
Sasis Mobil
Sasis mobil menggabungkan semua rakitan utama yang terdiri dari engine, komponen sistem transmisi seperti kopling, gear box, propeller shaft (poros pendorong), as, sistem kendali seperti rem dan sistem kemudi dan suspensi kendaraan. Dengan kata lain, itu semua adalah kendaraan tanpa bodinya.
Sasis mobil terdiri dari rangka/frame, sistem suspensi, gandar, dan roda sebagai komponen utamanya (Ditunjukkan pada Gambar 1). Frame bisa dalam bentuk sasis konvensional atau konstruksi unit yang sudah diadopsi. Dalam frame sasis konvensional, frame membentuk kerangka utama kendaraan, menopang mesin, transmisi tenaga dan bodi mobil. Frame/rangka ditopang pada roda dan gandar melalui pegas. Rangka membawa berat kendaraan dan penumpang, tahan torsi mesin, transmisi, akselerasi dan pengereman.
Rangka juga menahan gaya sentrifugal saat menikung dan menahan tekanan karena naik dan turunnya as. Dalam tipe konstruksi unit tidak ada rangka (Ditunjukkan pada Gambar 2).
Struktur bodi mobil pertama kali dibentuk dan kemudian komponen yang berbeda seperti: mesin, sistem transmisi dan bagian lain ditempatkan di tempat yang sesuai di dalam bodi struktur.
Sistem transmisi itu sendiri terdiri dari beberapa bagian seperti kopling, gear box, poros penggerak (propeller shaft), diferensial dan as (gandar). Bagian lainnya termasuk detail interior yang digunakan oleh penumpang dan pengemudi kendaraan. Melalui desain yang sesuai, bagian-bagiannya diatur sedemikian rupa sehingga memberikan kenyamanan maksimal dan membuat perjalanan dalam mobil menjadi menyenangkan.
Gambar 1. Frame Sasis
Gambar 2. Struktur Bodi Mobil
Bagian lain dari sasis adalah sistem suspensi, as dan roda. Sistem suspensi menyerap getaran akibat gerakan naik turun roda. Pegas dan peredam kejut yang menghubungkan rangka dan as melakukan fungsi ini. Pegas bisa berupa pegas daun, pegas koil atau batang torsi. Bahkan karet atau udara dapat membentuk bahan pegas. Roda kendaraan dapat tergantung secara bebas pada pegas dan pegas tergantung ke as. As mungkin 'hidup' jika tenaga dari mesin ditransmisikan ke sana. As juga mungkin 'mati' jika tidak ada daya yang disuplai ke sana dan ia hanya menopang berat kendaraan. Pada sistem 4 WD, daya disuplai ke kedua as dan oleh karena itu kedua as 'hidup'. Selain menopang berat kendaraan, as juga menahan tegangan akibat pengereman dan torsi penggerak.
Engine Engine adalah sumber tenaga penggerak untuk sebuah mobil. Jelasnya, engine merupakan bagian penting dari mobil karena tanpa engine, mobil tidak mungkin bergerak sama sekali dan fungsi dasarnya untuk mengangkut penumpang atau barang akan menjadi disfungsi alias tidak bekerja.
Engine menentukan kerja mobil. Dengan cara yang sama, efisiensi engine menentukan efisiensi mobil. Dewasa ini engine adalah selalu berjenis mesin pembakaran internal. Mereka adalah mesin pengapian percikan (busi) yang mengkonsumsi bensin sebagai bahan bakarnya. Atau, bisa juga sebagai mesin pengapian kompresi yang menggunakan solar sebagai bahan bakarnya. Mesin yang digunakan adalah mesin multi silinder. Mesin silinder tunggal, meskipun mampu menyediakan daya yang diinginkan akan menjadi sangat berat dan karena itu menjadi tidak cocok. Di mesin multi-silinder, setiap silinder menangani jumlah daya yang lebih kecil sehingga dapat menjaga bobot engine tetap ringan.
Dalam mesin pembakaran internal, panas total yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar tidak diubah seluruhnya menjadi kerja. Sebagian darinya menyebabkan pemanasan mesin secara menyeluruh yang tidak diinginkan. Panas ini harus dibuang dengan benar. Pendingin berupa udara atau air dapat digunakan untuk menghilangkan panas ini. Jadi mesin bisa berpendingin udara atau berpendingin air. Dewasa ini bahan kimia telah dikembangkan yang memiliki sifat pendinginan dan hal ini tetap tidak terpengaruh untuk jangka waktu yang lebih lama. Bahan kimia ini digunakan sebagai pendingin dan ini tidak memerlukan penggantian yang sering. Selain masa penggunaan yang lebih lama, bahan kimia tersebut juga lebih efisien. Demikian pula pelumasan adalah aspek lain yang harus diperhatikan di dalam mesin yang membutuhkan perhatian berkala dari pengguna. Bagian yang bergerak dalam mesin membutuhkan pelumasan secara teratur untuk mengurangi gesekan yang tidak diinginkan. Pelumas kimia sekarang sangat berkembang. Ada peringkat standar untuk pelumas dan untuk setiap tujuan tersedia pelumas khusus.
Sistem Transmisi Sistem transmisi mentransmisikan daya yang dihasilkan oleh engine ke roda jalan. Tenaga yang tersedia sebagai keluaran dari engine adalah berupa putaran poros engkol. Gerakan berupa putaran poros engkol ini harus ditransfer ke roda jalan untuk menyebabkan gerakan dan perpindahan. Sistem transmisi terdiri dari berbagai bagian, di antaranya kopling, gear box, poros penggerak, diferensial dan as, atau poros hidup lebih tepatnya. Roda jalan berada di ujung poros. Gerak ditransmisikan melalui bagian-bagian ini. Setiap bagian dari sistem transmisi menjalankan fungsinya masing-masing. Kopling, bagian dari sistem transmisi dimana berada di sebelah poros engkol. Kopling adalah sebuah komponen yang menjalankan mekanisme yang memungkinkan gerakan putar dari satu poros dapat ditransmisikan ke poros kedua 'sesuai keinginan'.
Ketika engine tidak boleh terhubung ke roda jalan, maka kopling ini tidak boleh bergerak setelah mesin hidup. Kedua, gerakan ini harus ditransfer dengan lancar sehingga penumpang di dalam mobil tidak merasa tidak nyaman dan mekanismenya tidak rusak.
Gear box adalah komponen sistem transmisi di sebelah kopling. Gear box memiliki gear train (rangkaian rodagigi) dan memberikan rasio roda gigi yang berbeda. Rasio ini menentukan kecepatan putar poros keluaran dari gear box. Torsi yang ditransmisikan ke roda jalan menimbulkan gaya propulsi (atau usaha traksi) antara roda dan jalan. Ketika mulai dari istirahat, upaya traksi yang besar menjadi sangat diperlukan. Hal ini membuat penting pengenalan 'leverage' antara engine dan roda sehingga torsi dari engine yang hampir konstan menghasilkan traksi yang besar. 'Leverage' ini disediakan oleh gear box. Rasio roda gigi yang berbeda tersedia di gear box sehingga dapat memberikan upaya traksi yang diperlukan untuk mengatasi hambatan yang dihadapi oleh mobil dalam kondisi yang berbeda.
Poros penggerak (propeller shaft) mentransmisikan output dari gear box ke as. Poros ini mungkin di belakang atau di depan atau dalam beberapa kasus baik as belakang dan as depan dapat menerima output dari gear box (Tunjukkan pada Gambar 3, 4 dan 5. Keluaran dari gear box berupa gerakan putar poros dan gerakan ini ditransfer ke poros.
Gambar 3. Penggerak Roda BelakangGambar 4. Penggerak Roda DepanGambar 5. Pengerak Roda Depan Belakang/ 4 WD
Diferensial merupakan komponen lanjutan dari sistem transmisi. Gerakan dari poros penggerak ditrasmisikan ke diferensial yang mengubahnya melalui 90 derajat. Hal ini penting karena as berada pada 90 derajat terhadap poros penggerak. Fungsi ini dilakukan dengan bantuan pinion (roda gigi yang kecil) dan sebuah gear (roda gigi yang lebih besar). Fungsi penting lain dari diferensial adalah untuk mengurangi kecepatan roda dalam dan pada saat yang sama meningkatkan kecepatan roda luar dengan jumlah yang sama. Hal ini diperlukan ketika mobil bergerak di jalan menikung. Pada jalur menikung, bagian luar roda diperlukan untuk melintasi lingkaran dengan radius lebih besar dari bagian dalam roda. Hal ini berarti bahwa roda luar diperlukan untuk melintasi jarak yang lebih jauh dibandingkan dengan roda dalam. Karena mobil akan bergerak sebagai satu kesatuan, keempat roda harus bergerak bersama-sama. Oleh karena itu roda luar harus menempuh jarak yang lebih jauh dan roda dalam harus bergerak jarak yang lebih pendek dalam periode waktu yang sama. Oleh karena itu variasi kecepatan dalam dan luar roda sangat diperlukan. Fungsi ini dilakukan oleh diferensial dengan bantuan sistem planetary gear (baca: rangkaian gear).
As atau gandar merupakan komponen lanjutan dari sistem transmisi. As yang menerima daya dari engine disebut sebagai poros 'hidup'. Hal ini dalam dua bagian. Kedua ujung poros terhubung ke roda jalan. Roda jalan ini bersentuhan langsung dengan permukaan jalan. Bodi dari mobil berada di atas poros. As juga menanggung berbagai beban termasuk berat mobil. As juga mentransmisikan gerakan ke roda jalan.
Bodi Penggunaan frame yang terpisah dengan struktur bodi yang terpasang sekarang hampir usang kecuali untuk beberapa aplikasi, di antaranya kendaraan berat komersial. Banyak kendaraan berat sekarang menggunakan 'sub-frame' konstruksi sederhana yang mesin dan gear boxnya terlampir. Sub-frame ditopang pada frame utama dan dipasang di atasnya melalui beberapa sambungan karet yang cocok untuk mengisolasi getaran mesin. Karena perkembangan dalam teknik pengelasan spot dan pengepresan lembaran, sebagian besar kendaraan memiliki konstruksi integral. Semua unit perakitan kendaraan melekat pada bodi yang juga bertindak sebagai framenya. Hal tersebut membuat kendaraan menjadi kompak, ringan dan juga biayanya berkurang. Beberapa desain menengah menggunakan sasis ringan dan bodi baja tekan. Sasis yang ringan, dalam desain seperti itu, diperkuat dengan menggunakan platform yang terbuat dari lembaran baja.
Di samping empat komponen dasar yang dijelaskan di atas, mobil memiliki sistem kendali dan alat bantu. Sistem kontrol digunakan untuk mengontrol gerakan mobil dan karena itu sangat penting dalam mobil. Termasuk di dalamnya (a) Sistem kemudi dan (b) Sistem rem atau rem.
Sistem kemudi Mobil saat bergerak mungkin akan melintasi jalur melingkar. Mobil harus berbelok melalui suatu sudut, jika jalannya tidak lurus. Mungkin ada situasi lain juga ketika jalan berbelok ke kiri atau ke kanan dan mobil harus berbelok ke kiri atau ke kanan. Belokan mobil ke kiri atau kanan atau di jalan menikung diakomodasi melalui mekanisme kemudi. Sistem kemudi harus cukup akurat karena mobil harus berbelok secara akurat di sepanjang jalan.
Sistem pengereman Sistem pengereman menyebabkan pengurangan kecepatan kendaraan dan membawanya untuk beristirahat jika diperlukan. Membawa mobil untuk beristirahat sama pentingnya dengan pergerakannya. Jelasnya, ketika kita telah mencapai tujuan kita, dan kita ingin berhenti; maka, kendaraan harus berhenti. Demikiann pula, ada semacam keadaan darurat dan kendaraan diperlukan untuk memperlambat atau berhenti di jalan. Maka pada saat itu geraknya harus dikendalikan. Kontrol gerak ini dikendalikan dengan bantuan rem.
