Taufiqur Rokhman posted: " Sebuah mobil dapat dianggap sebagai mesin termodinamika yang mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik, yang pada akhirnya dihamburkan oleh gesekan. Gambar 1 di bawah adalah diagram alir yang menggambarkan konversi energi berturut-turut da" Taufiqur Rokhman
Sebuah mobil dapat dianggap sebagai mesin termodinamika yang mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik, yang pada akhirnya dihamburkan oleh gesekan. Gambar 1 di bawah adalah diagram alir yang menggambarkan konversi energi berturut-turut dalam mobil yang digerakkan oleh mesin bensin.
Gambar 1. Diagram Alir Konversi Energi Motor Bakar
Satu liter bensin melepaskan 3,4 x 107 J energi kimia ketika dibakar dengan oksigen. Saat bepergian dengan kecepatan 65 km/jam di jalan rata, mobil yang dijelaskan dalam diagram alir diatas mengkonsumsi 7,6 liter per jam, setara dengan energi kimia 2,6 x 108 J per jam, atau 72 kW. Engine mengubah sekitar 20% energi kimia ini menjadi energi mekanik. Hal ini memberikan sebagian besar energi mekanik ini ke transmisi dan as mobil. Energi yang mencapai as sebagian dimasukkan ke dalam bodi mobil (poros mendorong ke depan terhadap bantalannya, melakukan pekerjaan pada bodi mobil ), dan sebagian lagi diumpankan ke roda. Energi yang dikirim ke bodi dihamburkan menjadi panas oleh gesekan udara, dan energi yang dikirim ke roda dihamburkan menjadi panas oleh gesekan bergulir melawan jalan.
Dari 72 kW energi kimia yang masuk ke engine, hanya 14 kW yang termanfaatkan sebagai tenaga pendorong, banyak di antaranya yang lain berguna untuk melawan gaya gesekan eksternal dari udara dan dari jalan. Sebagian besar energi dihamburkan dalam proses konversi. Perhatikan bahwa pemborosan terbesar terjadi di mesin itu sendiri—sebagian besar di mesin bensin, energi kimia dikeluarkan dalam bentuk gas buang. Mesin diesel mencapai efisiensi yang agak lebih tinggi, karena mereka membakar bahan bakarnya lebih sempurna.
Meskipun demikian, inefisiensi mesin ini adalah konsekuensi dari hukum dasar termodinamika. Mesin bensin adalah mesin kalor—mengubah kalor yang dilepaskan oleh pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanik. Efisiensi suatu mesin kalor ideal diberikan oleh persamaan di bawah. Dalam motor bensin, sumber panasnya adalah gas panas yang dihasilkan oleh pembakaran, dan heat sink (pendingin) adalah udara di sekitar mesin. Pembakaran sempurna bahan bakar hidrokarbon menghasilkan temperatur gas sisa sekitar 2400 K. Udara sekitar mesin biasanya memiliki suhu 300 K. Oleh karena itu efisiensi maksimum yang dapat dicapai adalah
Mesin bensin dan mesin lain yang membakar bahan bakar hidrokarbon tidak mendekati efisiensi maksimum dari mesin ideal ini (88%), karena tidak membakar bahan bakar sepenuhnya, mereka mengeluarkan gas buang pada suhu yang jauh lebih tinggi dari 300 K, dan mereka mengalami gesekan internal
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.
