Sifat Mekanik Bahan

Dalam pemilihan bahan untuk produk , perancang harus memperhatikan sifat-sifat logam seperti kekuatan (strength), keliatan (ductility), kekerasan (hardness) atau kekuatan luluh (fatique strength).

Sifat mekanik didefinisikan sebagai ukuran kemampuan bahan untuk membawa atau menahan gaya atau tegangan. Pada saat menahan beban, atom-atom atau struktur molekul berada dalam kesetimbangan. Gaya ikatan pada struktur menahan setiap usaha untuk mengganggu kesetimbangan ini, misalnya gaya luar atau beban.

a. Bahan liat (ductile) dan bahan rapuh (brittle)

Bahan-bahan logam biasanya diklasifikasikan sebagai bahan liat (ductile) atau bahan rapuh (brittle). Bahan liat mempunyai gaya regangan ( tensile strain ) relatif besar sampai dengan titik kerusakan (misal baja atau aluminium) sedangkan bahan rapuh mempunyai gaya regangan yang relatif kecil sampai dengan titik yang sama. Besi cor dan beton merupakan contoh bahan rapuh.

b. Modulus kekerasan (modulus of toughness)

Kerja yang dilakukan suatu unit volume bahan, seperti misalnya gaya tarikan yang dinaikkan dari nol sampai suatu nilai yang menyebabkan keruntuhan didefinisikan sebagai modulus kekerasan. Ini dapat dihitung sebagai luasan dibawah kurva tegangan-regangan dari origin sampai titik keruntuhan. Kekerasan bahan adalah kemampuan untuk menyerap energi pada selang plastis dari bahan

c. Batas luluh bahan

Sebenarnya sifat elastis masih terjadi sedikit di atas batas proporsional, namun hubungan antara tegangan dan regangan tidak linear dan pada umumnya batas daerah elastis dan daerah plastis

sulit untuk ditentukan. Karena itu, maka didefinisikan kekuatan luluh (yield point). Kekuatan luluh adalah harga tegangan terendah dimana material mulai mengalami deformasi plastis. Pada gambar tegangan-regangan, memperlihatkan titik luluh atas dan titik luluh bawah yang ditandai oleh pengurangan beban mendadak, diikuti dengan perpanjangan yang meningkat dan peningkatan beban yang mendadak lagi. Gejala ini disebut meluluhnya bahan, yang ditandai dengan perubahan bentuk yang plastis dan naik turunnya beban.

d. Klasifikasi Bahan

Sampai saat ini, diskusi kita adalah didasarkan pada asumsi bahwa bahan mempunyai dua karakteristik, yaitu:

·                     Homogen, yaitu mempunyai sifat elastis yang sama pada keseluruhan titik pada bahan.

·                     Isotropis, yaitu mempunyai sifat elastis yang sama pada semua arah pada setiap titik dalam bahan.

Dalam uji tarik plat plat yang digunakan adalah plat dengan potongan searah serat / filamen.

e. Deformasi

Deformasi terjadi bila bahan mengalami gaya. Selama deformasi, bahan menyerap energi sebagai akibat adanya gaya yang bekerja sepanjang deformasi. Sekecil apapun gaya yang bekerja, maka benda akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran.

Perubahan ukuran secara fisik ini disebut deformasi. Deformasi ada dua macam yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis. Yang dimaksud deformasi elastis adalah deformasi yang terjadi akibat adanya beban yang jika beban ditiadakan, maka material akan kembali keukuran semula. Sedangkan deformasi plastis adalah deformasi yang bersifat permanen jika bebannya dilepas.

Penambahan beban pada bahan yang telah mengalami kekuatan tertinggi tidak dapat dilakukan, karena pada kondisi ini bahan telah mengalami deformasi total. Jika beban tetap diberikanmaka regangan akan bertambah dimana material seakan menguat yang disebut dengan penguatan regangan (strain hardening) yang selanjutnya benda akan mengalami putus pada kekuatan patah.

Sebuah plat yang diberi beban secara terus-menerus, secara bertahap akan mengalami deformasi. Pada awal pembebanan akan terjadi deformsi elastis sampai pada kondisi tertentu bahan akan

mengalami deformasi plastis. Pada awal pembebanan bahan di bawah kekuatan luluh bahan akan kembali kebentuk semula, hal ini dikarenakan sifat elastis bahan. Peningkatan beban melebihi

kekuatan luluh (yield point) yang dimiliki plat akan mengakibatkan aliran deformasi plastis sehingga plat tidak akan kembali ke bentuk semula.

Kekuatan luluh adalah harga tegangan terendah dimana material mulai mengalami deformasi plastis. Titik σy atas adalah titik luluh atas dan titik σy bawah adalah titik luluh bawah yang ditandai oleh pengurangan beban yang mendadak, diikuti dengan perpanjangan yang meningkat dan peningkatan beban yang mendadak lagi. Gejala ini disebut meluluhnya bahan, yang ditandai

dengan perubahan bentuk yang plastik dan naik-turunnya beban

Pada titik mulur hubungan tegangan-regangan sudah tidak linier, namun sifat elastis masih terjadi sedikit diatas batas proporsional. Pada umumnya batas daerah elastis dan daerah plastis sulit untuk ditentukan. Karena itu, maka didefinisikan kekuatan luluh (yield strength). Batas proporsional merupakan tegangan tertinggi dimana material masih mengalami deformasi elastis dan belum mengalami deformasi plastis.

Titik mulur atau yang biasa disebut dengan titik luluh (yield point) adalah titik transisi dari elastis ke daerah plastis. Pada titik mulur ini material mulai mengalami deformasi plastis yang bersifat permanen jika beban mulai dilepas.

2.23. Elastisitas dan Plastisitas Plat

Dalam pemilihan material seperti lembaran plat untuk pembuatan komponen yang harus diperhatikan adalah sifat-sifat material antar lain; kekuatan (strength), keliatan (ductility), kekerasan dan kekuatan lelah. Sifat mekanik material untuk membawa atau menahan gaya atau tegangan. Pada saat menahan beban, struktur molekul berada dalam keseimbangan. Gaya luar pada proses penarikan akan mengakibatkan material mengalami tegangan.

a. Elastisitas

Sebuah benda terdiri dari partikel – partikel kecil atau molekul – molekul. Diantara molekul – molekul ini bekerjalah gaya – gaya yang biasa disebut gaya molekuler. Gaya – gaya molekuler ini memberi perlawanan terhadap gaya – gaya luar yang berusaha mengubah bentuk benda itu sampai terjadi suatu keseimbangan antara gaya – gaya luar dan gaya – gaya dalam. Selanjutnya benda itu dikatakan berada dalam keadaan regang ( state of strain ).

Elastisitas adalah sifat yang dimiliki oleh suatu material yang menyebabkan benda / material akan kembali ke bentuk seperti semula setelah diberi beban dan mengalami perubahan bentuk

kemudian beban dihilangkan. Sebuah benda yang kembali sepenuhnya kepada bentuk semula kita namakan elastis sempurna, sedangkan apabila tidak sepenuhnya kembali kepada bentuk semula kita namakan elastis parsial (sebagian). ( S. Timoshenko dan Goodier. 1986 ).

Elastisitas bahan sangat ditentukan oleh modulus elastisitas, modulus elastisitas suatu bahan didapat dari hasil bagi antara tegangan dan regangan

b. Plastisitas

Plastisitas adalah sifat yang dimiliki oleh suatu material, yaitu ketika beban yang diberikan kepada suatu benda / material hingga mengalami perubahan bentuk kemudian dihilangkan lalu benda tidak bisa kembali sepenuhnya ke bentuk semula.

Peningkatan pembebanan yang melebihi kekuatan luluh (yield strength) yang dimiliki plat mengakibatkan aliran deformasi permanen yang disebut plastisitas. Menurut Mondelson (1983) teori plastis terbagi menjadi dua kategori:

1). Teori fisik

Teori fisik menjelaskan aliran bagaimana logam akan menjadi plastis. Meninjau terhadap kandungan mikroskopik material seperti halnya pengerasan kristal atom dan dislokasi butir kandungan material saat mengalami tahap plastisitas.

2). Teori matematik

Teori matematik berdasarkan pada fenomena logis alami dari material dan kemudian dideterminasikan ke dalam rumus yang digunakan untuk acuan perhitungan pengujian material tanpa mengabaikan sifat dasar material.

a. Tegangan ( Stress )

Tegangan adalah tahanan material terhadap gaya atau beban. Tegangan diukur dalam bentuk gaya per luas.

Tegangan normal adalah tegangan yang tegak lurus terhadap permukaan dimana tegangan tersebut diterapkan. Tegangan normal berupa tarikan atau tekanan. Satuan SI untuk tegangan normal adalah Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa). Tegangan dihasilkan dari gaya seperti : tarikan, tekanan atau geseran yang menarik, mendorong, melintir, memotong atau mengubah bentuk potongan bahan dengan berbagai cara. Perubahan bentuk yang terjadi sering

sangat kecil dan hanya testing machine adalah contoh peralatan yang dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan bentuk yang kecil dari bahan yang dikenai beban. Cara lain untuk mendefinisikan tegangan adalah dengan menyatakan bahwa tegangan adalah jumlah gaya dibagi luas permukaan dimana gaya tersebut bereaksi.

Tegangan normal dianggap positif jika menimbulkan suatu tarikan (tensile) dan dianggap negatif jika menimbulkan penekanan (compression).

Tegangan normal (σ) adalah tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap bidang luas (Timoshenko dan Goodier,1986) :

Tegangan adalah besaran pengukuran intensitas gaya atau reaksi dalam yang timbul persatuan luas. Tegangan menurut Marciniak dkk. (2002) dibedakan menjadi dua yaitu, Engineering stress dan true stress. Engineering stress dapat dirumuskan sebagai berikut :

A0 = Luas permukaan awal (mm2) Sedangkan True stress adalah tegangan hasil pengukuran intensitas gaya reaksi yang dibagi dengan luas permukaan sebenarnya (actual). True stress dapat dihitung.

b. Regangan ( Strain )

Regangan didefinisikan sebagai perubahan ukuran atau bentuk material dari panjang awal sebagai hasil dari gaya yang menarik atau yang menekan pada material. Apabila suatu spesimen struktur material diikat pada jepitan mesin penguji dan beban serta pertambahan panjang spesifikasi diamati serempak, maka dapat digambarkan pengamatan pada grafik dimana ordinat menyatakan beban dan absis menyatakan pertambahan panjang.

Batasan sifat elastis perbandingan regangan dan tegangan akan linier akan berakhir sampai pada titik mulur.

Hubungan tegangan dan regangan tidak lagi linier pada saat material mencapai pada batasan fase sifat plastis. Menurut Marciniak dkk. (2002) regangan dibedakan menjadi dua, yaitu : engineering strain dan true strain.

Engineering strain adalah regangan yang dihitung menurut dimensi benda aslinya (panjang awal). Sehingga untuk mengetahui besarnya regangan yang terjadi adalah dengan membagi perpanjangan dengan panjang semula.

c. Kurva Tegangan Regangan

Menurut Marciniak dkk. (2002) ada beberapa hal yang harus diketahui dalam hal Tegangan Regangan pada mekanis bahan yaitu :

1. Kurva True stress and True strain

Proses pengepresan (stamping) atau sheet metal forming menggunakan sifat plastis (plasticity) dari material logam yang akan menyebabkan bahan pelat menjadi bentuk baru apabila diregang melebihi batas elastis (elasticity) sehingga deformasinya permanen.

Hal yang mendasar dari proses pengepresan adalah memanfaatkan sifat plastisitas dari material saat pelat diberi gaya. Dengan memanfaatkan tahap plastisitas tersebut maka proses pembentukan dapat dicapai, dimana bentuk pela t akan sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan (Rao, 1987). Konsep initerdapat pada kurva tegangan-regangan sebenarnya (true strain-stress curve). Daerahplastis terdapat pada garis kurva diatas titik mulur batas tegangan dimana material tidak akan kembali ke bentuk semula apabila beban dilepas, dan akan mengalami deformasi tetap yang disebut permanent set

· Temperatur

Faktor temperatur sangat mempengaruhi bentuk kurva Tegangan - Regangan. Secara umum

hubungan dari temperatur terhadap material biasanya semakin meningkatnya temperatur material akan meningkatkan keuletan (ductility) dan ketangguhan (toughness) material, menurunkan

modulus elastisitas, titik luluh, dan UTS-nya.

· Strain rate

Strain rate adalah laju deformasi benda ketika mendapat beban. Dalam proses manufaktur, benda

kerja akan meregang terdeformasi sesuai dengan kecepatan beban yang diterimanya.

Strain rate merupakan fungsi perubahan geometri benda / spesimennya. Efek dari strain rate pada flow stress adalah semakin tinggi strain rate, makin tinggi flow stress. Efek ini adalah kebalikan dari efek temperature pada flow stress.

Sifat – Sifat Material

Secara garis besar material mempunyai sifat-sifat yang mencirikannya, pada bidang teknik mesin umumnya sifat tersebut dibagi menjadi tiga sifat. Sifat –sifat itu akan mendasari dalam pemilihan material, sifat tersebut adalah:

·         Sifat mekanik

·         Sifat fisik

·         Sifat teknologi

Dibawah ini akan dijelaskan secara terperinci tentang sifat-sifat material tersebut

1. Sifat Mekanik

Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktor terpenting yang mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan. Sifat mekanik dapat diartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan, dapat berupa gaya, torsi atau gabungan keduanya. Dalam prakteknya pembebanan pada material terbagi dua yaitu beban statik dan beban dinamik. Perbedaan antara keduanya hanya pada fungsi waktu dimana beban statik tidak dipengaruhi oleh fungsi waktu sedangkan beban dinamik dipengaruhi oleh  fungsi waktu.

Untuk mendapatkan sifat mekanik material, biasanya dilakukan pengujian mekanik. Pengujian mekanik pada dasarnya bersifat merusak  (destructive test), dari pengujian tersebut akan dihasilkan kurva atau data yang mencirikan keadaan dari material tersebut.

Setiap material yang diuji dibuat dalam bentuk sampel kecil atau spesimen. Spesimen pengujian dapat mewakili seluruh material apabila berasal dari jenis, komposisi dan perlakuan yang sama. Pengujian yang tepat hanya  didapatkan pada material uji yang memenuhi aspek ketepatan pengukuran, kemampuan mesin, kualitas atau jumlah cacat pada material  dan ketelitian dalam membuat spesimen. Sifat mekanik tersebut meliputi antara lain: kekuatan tarik, ketangguhan, kelenturan, keuletan, kekerasan, ketahanan aus, kekuatan impak, kekuatan mulur, kekeuatan leleh dan sebagainya.

Sifar-sifat mekanik material yang perlu diperhatikan:

·         Tegangan yaitu gaya diserap oleh material selama berdeformasi  persatuan luas.

·         Regangan yaitu besar deformasi persatuan luas.

·         Modulus elastisitas yang menunjukkan ukuran kekuatan material.

·         Kekuatan yaitu besarnya tegangan untuk mendeformasi material atau kemampuan material untuk menahan deformasi.

·         Kekuatan luluh yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk mendeformasi plastis.

·         Kekuatan tarik adalah kekuatan maksimum yang berdasarkan pada ukuran mula.

·         Keuletan yaitu besar deformasi plastis sampai terjadi patah.

·         Ketangguhan yaitu besar energi yang diperlukan sampai terjadi perpatahan.

·         Kekerasan yaitu kemampuan material menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi pada permukaan.

2. Sifat Fisik

Sifat penting yang kedua dalam pemilihan material adalah sifat fisik. Sifat fisik adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisik material antara lain : temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik.

Struktur material sangat erat hubungannya dengan sifat mekanik. Sifat mekanik dapat diatur dengan serangkaian proses perlakukan fisik. Dengan adanya perlakuan fisik akan membawa penyempurnaan dan pengembangan material bahkan penemuan material baru.

3. Sifat Teknologi                             

Selanjutnya sifat yang sangat berperan dalam pemilihan material adalah sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses pembentukan, misalnya dengan pengerolan atau  penempaan. Produk dengan bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran. Sifat-sifat teknologi diantaranya sifat mampu las, sifat mampu cor, sifat mampu mesin dan sifat mampu bentuk. Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu sendiri.

Kinematika & Dinamika Teknik

1. Kinematika adalah ilmu yang mempelajari gerakan mesin TANPA memperhitungkan gaya penyebab/akibat gerakan tersebut.

2. Dinamika adalah ilmu yang mempelajari gerakan mesin DENGAN memperhitungkan gaya penyebab/akibat gerakan

3. Mesin adalah gabungan beberapa mekanisme, masing masing mekanisme mempunyai fungsi gerak sendiri, secara bersamaan menghasilkan gerakan mesin. Sebagai contoh, mesin mobil mempunyai beberapa mekanisme seperti mekanisme torak-engkol, mekanisme katup atau mekanisme pengisian bahan bakar dan pembuangan asap, mekanisme pengapian, mekanisme pelumasan, mekanisme pendinginan dll. Mekanisme torak engkol berfungsi mengubah gerak bolak-balik pada torak menjadi gerak berputar pada engkol. Mekanis katup mengatur timing/waktu yang tepat kapan pemasukan bahan baker kedalam ruang silinder dan kapan pembuangan hasil pembakaran dikeluarkan dari dalam silinder. Mekanisme pengapian berfungsi mengatur saat yang tepat penyalaan campuran bahan bakar-udaran dilakukan dst, yang kesemua itu menghasilkan gerakan dari mesin mobil.

4. Mekanisme adalah gabungan beberapa komponen kaku (rigid body), masing-masing komponen mempunyai fungsi gerak sendiri, secara bersamaan menghasilkan gerakan mekanisme. Komponen kaku (rigit body) tersebut disebut Link. Jadi Link adalah komponen terkecil dari mekanisme/mesin yang berfungsi menghasilkan gerak. Sebagai contoh, mekanisme torak-engkol terdiri dari empat komponen kaku (rigit body) yaitu piston, batang penghubung atau connecting rod, engkol, dan blok silinder. Piston bergerak bolak balik, engkol berputar, connecting rod berayun atau gerak campuran antara bolak-balik dan berputar, sedangkan blok silinder fixed atau “diam” tapi secara keseluruhan berfungsi mengubah gerak bolak-balik piston menjadi gerak berputar engkol atau sebaliknya.

5. Jadi Mekanisme itu adalah gabungan beberapa link, masing-masing dapat saling bergerak relative saat salah salah satu dari link tersebut fixed atau “diam”
6. Sebaliknya bila gabungan bebrapa komponen kaku tidak bisa saling bergerak relative sehingga gabungannya juga bersifat kaku, maka gabungan komponen kaku seperti ini disebut “Struktur”

7. Komponen kaku yang membentuk Mekanisme tersebut disebut “LINK” Jenis Link Sebelumnya sudah dijelaskan bahwa komponen terkecil dari mekanisme untuk menghasilkan gerak adalah Link. Ada berbagai jenis link yang dapat disusun menjadi sebuah mekanisme, antara lain :

• Binary Link. Link ini mempunyai dua mata rantai yang bisa dihubungkan dengan link lain. Jadi binary link bisa dihubungkan dengan dua link lain.

• Ternary link. Link ini mempunyai tiga mata rantai , atau ternary link bisa dihubungkan dengan atau memegang tiga link lain.

• Quarternary Link. Link ini mempunyai empat mata rantai, atau dapat dihubungkan atau memegang empat link lain.

• dst…. Joint atau Alat Penyambung Antar Link Untuk menghubungkan antar link, dan untuk menjamin atau memungkinkan terjadinya gerak relative antar link setelah dihubungkan atau disambungkan, maka diperlukan alat Bantu penghubung yang disebut Joint. Ada beberap jenis joint yang digunakan untuk menghubungkan antar link dalam satu mekanisme, yaitu :

A. Penghubung jenis pena, atau pin-joint. Pin joint ini hanya memungkinkan terjadi gerak relative antar link berupa gerak engsel, atau berputar satu arah(sebaliknya) saja antar link yang disambungkan. Dengan kata lain masing masing link hanya mempunyai satu derajat kebebasan bergerak bila dismbungkan menggunakan joint ini.

B. Penghubung jenis silinder atau cylindrical joint. Pada Joint jenis ini terjadi dua jenis gerak relative antar link secara bersamaan yaitu bolak balik dan gerak puntir. Secara bersamaan atau smultan kedua gerkan ini menghasilkan gerak helical. Joint ini mempunyai dua derajat kebebasan.

C. Penghubung Jenis Bola atau Ball Joint. Gerak relative antar link bisa kearah tiga dimensi atau gerak ruang. Maka Joint ini mempunyai dua derajat kebebasan. Termasuk kedalam jenis joint ini adalah Universal atau cross joint PASANGAN RENDAH DAN PASANGAN TINGGI Sambungan atau joint antar link dalam satu mekanisme terdiri dari pasangan dan rendah tinggi. Sambungan disebut pasangan rendah bila kontak antar permukaan pada bagian yang saling bergerak relative berbentuk bidang. Contohnya pin joint dan cylindrical joint . Sedangkan pasangan Tinggi bila kontak antar permukaan berbentuk garis atau titik.
         Contohnya pasangan roda gigi, pasangan cam dan follower. Termasuk pasangan tingggi adalah universal atau cross joint. MEKANISME PLANAR Mekanisme plannar adalah mekanisme dengan gerakan seluruh link dalam mekanisme tersebut hanya pada satu bidang saja.

            MEKANISME SPATIAL Mekanisme spatial adalah mekanisme dengan ada satu atau lebih link yang tidak bergerak pada bidang yang sama, atau bergerak dalam tiga dimensi atau membentuk ruang. MENGGAMBARKAN SKEMA MEKANISME (planar) Komponen Gabungan Komponen Keterangan Ini bukan mekanisme, karena ada mata rantai yang tidak tersambung satu sama lain atau terbuka Ini bukan mekanisme, krn gabungan link tidak bisa saling bergerak relative, ini adalah struktur Ini adalah mekanisme sederhana karena saling dapat bergerak relative bila satu link diantaranya fixed Ini adalah cara penggambaran Mekanisme yang umum dengan tidak perlu menggambarkan link Fixed, cukup diberi arsir menandakan fixed tersebut. Disini Link 1 adalah Fixed. Link 2 adalah Link Input, karena kalau pada Link 2 diberi input gerak maka seluruh link akan saling bergerak relative. Link 4 adalah output dan link 3 adalah penghubung atau connecting rod yang berfungsi menghubungkan input dan output. Input dan output dapat saling bertukar fungsi sebagai output dan input Telihat bahwa bila komponen mekanisme hanya terdiri dari Binary Link, maka mekanisme (Planar) terdiri dari paling sedikit 4 link. Mekanisme seperti ini dikenal dengan Mekanisme 4 batang atau Four Bar Linkage. Dari konsep mekanisme 4 batang ini dapat dibuat berbagai Mekanisme atau Mesin. Jenis mekanisme empat batang ini dapat diklasifikasikan sesuai jenis gerak input dan output yaitu mekanisme enngkol ganda ( double crank mechanism, mekanisme tuas ganda ( Double lever mechgnism), Mekanisme engkol-tuas (Crank lever mechanism) dan mekanisme engkol-torak (crank-slider mechanism). Mekanisme engkol ganda yaitu mekanisme dengan jenis gerakan input dan output sama-sama berputar, mekanisme tuas ganda kedua input dan input sama-sama berayun, dan mekanisme engkol tuas adalah inpurt berputar dan output berayun atau sebaliknya, sedangkan mekanisme engkol-tarak inputnya berputar sementara outputnya meluncur atau sebaliknya Double crank mechanism. Input dan output sama-sama berputar. Contoh penggu-naannya mekanisme lokomotif KA uap Double lever mechanism. Kedua input dan output sama sama berayun. Contoh penggunaannya adalah pada mekanisme setir mobil atau rocker arm Crank lever mechanism sering juga disebut Grashof Mechanisms. Input berputar penuh sedangkan output berayun atau sebaliknya. Contoh nya penghapus air hujan kaca mobil, gerak umpan mesin skrap dll. Crank Slider mechanism. Link 4 yang bergerak sliding atau bolak balik sebetulnya juga Binary Link yang Joint antara link dengan Fixed ink dalam hal ini terletak di tak terhingga, sehingga gerak joint antara connecting rod dan link output adalah gerak lurus. Gerak lurus ini dapat diwakili oleh sebuah piston.

Definisi dinamika

Definisi dinamika atau dalam bahasa Inggrisnya Dynamics adalah ilmu yang mempelajari tentang gerak dan gaya penyebabnya. Ilmu ini diketemukan pertama kali oleh Galileo (1564 – 1642). Menurut Galileo, bila sebuah benda dibiarkan sendiri, maka akan bergerak lurus beraturan dan akan berhenti pada suatu titik. Pernyataan ini dikenal sebagai prinsip Galileo, yang secara kuantitatif dirumuskan oleh Sir Isaac Newton dalam hukumnya yang pertama.

Dinamika mendeskripsikan evolusi waktu dari sistem. Meskipun demikian, konsep dinamika tidaklah dikurung untuk fisika, namun terjadi dalam banyak bidang lain: teknik, kimia, biologi, juga dalam ekologi, ekonomi, dan seterusnya.

Dinamika nonlinier mendeskripsikan evolusi waktu melalui persamaan gerak nonlinier, bisa jadi persamaan diferensial biasa, persamaan diferensial parsial, persamaan diferensial, iterasi pemetaan, dan seterusnya. Persamaan gerak nonlinier mencangkup rentang waktu yang begitu panjang, yakni sejak awal sains.

Posisi sudut adalah perbandingan antara panjang busur (s) pada keliling lingkaran dengan jari-jari lingkaran (r). Posisi sudut dihitung dari sumbu x positif berputar melawan arah jarum jam.

Kecepatan sudut (kecepatan angular) adalah pergeseran sudut () tiap interval waktu (). Notasi kecepatan sudut adalah w. Satuannya adalah radian persekon (rad/s).

1. Momen Gaya atau Torsi

Besarnya momen gaya dirumuskan sebagai :

Keterangan :

   = Momen gaya (N.m)

d = Lengan momen (m)

F = Gaya (N)

    = Sudut antara d dan F

jarak sumbu putar ketitik tangkap gaya dinyatakan sebagai vektor r, maka vektor momen gaya adalah :

Arah momen gaya dinyatakan oleh aturan tangan kanan.

2. Momen Inersia (I)

Yaitu ukuran kelembaman suatu benda untuk berputar terhadap porosnya. Nilai momen inersia sebuah partikel yang berotasi dapat ditentukan dari hasil kali massa partikel m dengan kuadrat jarak partikel tersebut dari titik pusat rotasi.

Untuk benda tegar yang terdiri dari partikel-partikel yang terpisah satu sama lain dengan massa masing-masing m1, m2, dan m3 dengan jarak dari pusat rotasi masing-masing adalah r1, r2 dan r3, maka nilai momen inersia benda tersebut adalah.

Suatu benda tegar pada umumnya terdiri dari satu kesatuan massa yang kontinu dan tidak terpisahkan satu sama lain, sehingga nilai momen inersianya dapat ditentukan dengan persamaan.

3. Hubungan Momen gaya, momen inersia dan percepatan sudut.

- Momen inersia beberapa benda.

4. Energi Kinetik, Rotasi, Usaha rotasi, dan Daya rotasi.

a. Energi Kinetik Rotasi

b. Usaha Rotasi

c. Daya Rotasi

d. Usaha Rotasi adalah selisih energi kinetik rotasi

5. Momen sudut, Impuis sudut, dan hukum kekekalan momentum sudut.

a. Memonetum sudut (L) adalah perkalian silang antara vektor posisi dengan vektor momentum linier (p)

b. Impuis sudut atau impuis angular adalah perkalian antara momen gaya dengan interval waktu. Nilai impuis sudut sama dengan perubahan momentum sudut.

c. Prinsip hukum kekekalan momentum sudut adalah jika tidak ada resultan momen gaya yang bekerja pada sistem benda, maka momentum sudut sistem benda adalah

6. Gerak Menggelinding

Yaitu gerak translasi dan gerak rotasi secara bersamaan.

Ek total = Ek translasi + Ek rotasi

a. Menggelinding pada bidang datar.

- Untuk gerak translasi

F – f = ma dan N – mg = 0

- Untuk gerak rotasi

Besarnya gaya gesekan pada sistem ini adalah :

Dengan menyubstitusikan ke persamaan (a), maka

b. Menggelinding pada bidang miring.

Menurut hukum newton.

- Persamaan gerak dalam arah normal adalah

N – mg Cos d = 0

- Persamaan gerak sepanjang bidang miring

Mg Sin d – f = ma

- Gerak rotasi terhadap pusat massanya

Momen inersia silinder rejal , sehingga diperoleh

Kecepatan benda di dasar bidang miring setelah menggelinding