KEKUATAN BAHAN TEKNIK (DASAR)

Kekuatan bahan dapat didefinisikan sebagai suatu disiplin ilmu yang mempelajari tentang kekuatan suatu konstruksi, baik mesin (Teknik Mesin) maupun maupun gedung dan bangunan (Teknik Sipil). Suatu konstruksi dapat dikategorikan bagus dan dapat dipertanggung jawabkan (accountable) apabila telah dihitung berdasarkan ilmu kekuatan bahan secara benar.
Dalam ilmu kekuatan bahan akan dipelajari tentang banyak hal misalnya : jenis pembebanan yang diberikan, gaya-gaya yang bekerja didalamnya, tegangan-tegangan yang terjadi, jenis bahan dan kasus pembebanan yang diberikan sampai menentukan tegangan yang diizinkan sehingga seorang Engineer dapat menentukan jenis bahan, dimensi dan mengontrol kekuatan suatu konstruksi mekanik sesuai dengan fungsi dari ilmu kekuatan bahan itu sendiri.
Secara garis besar fungsi dari ilmu kekuatan bahan yakni :
1. Menentukan dimensi yang proporsional (Apabila beban dan bahan diketahui atau ditentukan).
2. Menentukan beban maksimum (Apabila dimensi dan bahan diketahui atau ditentukan).
3. Menentukan bahan yang sesuai atau cocok (Apabila beban dan dimensi diketahui).
4. Mengontrol kekuatan bahan (Apabila beban, dimensi dan bahan diketahui) dengan melakukan comparisson study antara tegangan yang terjadi dengan tegangan yang diizinkan.1.

I. Gaya Dalam
Gaya Dalam ialah gaya yang terjadi didalam suatu elemen konstruksi (batang) sebagai akibat adanya pengaruh gaya dari luar. Gaya dalam diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yakni :
a. Gaya normal (gaya aksial) yakni gaya dalam yang bekerja tegak lurus terhadap penampang potong atau sejajar dengan sumbu batang.
b. Gaya tangensial (gaya melintang) yakni gaya dalam yang bekerja sejajar dengan penampang potong atau tegaklurus terhadap sumbu batang.
II. Pembebanan
Jika ditinjau dari arahnya (beban) dan akibatnya terhadap komponen yang menahannya, pembebanan dikategorikan menjadi 5 jenis, yaitu :
a. Pembebanan Tarik yakni apabila gaya yang bekerja sejajar dengan garis sumbu atau tegak lurus terhadap penampang potong berorientasi kerja keluar (menjauh) sehingga mengakibatkan batang atau elemen konstruksi mengalami perpanjangan.
b. Pembebanan Tekan yakni apabila gaya yang bekerja sejajar dengan garis sumbu atau tegak lurus terhadap penampang potong berorientasi kerja kedalam (menuju) sehingga mengakibatkan batang atau elemen konstruksi mengalami perpendekan.
c. Pembebanan Bengkok yakni apabila gaya yang bekerja dengan jarak tertentu terhadap penampang potong yang mengakibatkan momen bending pada batang atau elemen konstruksi tersebut.
d. Pembebanan Geser yakni apabila gaya yang bekerja sejajar dengan penampang potong atau tegak lurus terhadap garis sumbu yang mengakibatkan elemen kontruksi (batang) mengalami pergeseran.
e. Pembebanan puntir yakni apabila gaya yang bekerja sejajar penampang potong dengan jarak radius tertentu terhadap sumbu batang (garis sumbu) yang mengakibatkan momen puntir .
III. Tegangan
Apabila suatu gaya dalam ditahan oleh penampang batang maka didalam penampang batang tersebut akan mengalami adanya tegangan. Tegangan ialah besarnya gaya yang diberikan per satuan luas penampang. Ditinjau dari arah gaya dalam yang terjadi, tegangan diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yaitu :
a. Tegangan Normal yakni tegangan yang terjadi karena pengaruh dari Gaya Normal
b. Tegangan Tengansial yakni tegangan yang terjadi karena pengaruh Gaya Tangensial
Sedangkan menurut jenis pembebanan yang diberikan, tegangan diklasifikasikan menjadi :
1. Tegangan Tarik
2. Tegangan Geser
3. Tegangan Tekan
4. Tegangan Puntir
5. Tegangan Bengkok
Apabila didalam satu penampang terjadi lebih dari satu jenis tegangan dengan waktu yang bersamaan, dalam hal ini terjadi Tegangan Gabungan yang didefinisikan sebagai penjumlahan dari kuadrat Tegangan (Normal) dengan hasil kuadrat atas konversi tegangan - Tegangan (Tangensial) yang dikalikan tiga. Kemudian hasil penjumlahan tersebut di Akar kuadratkan sehingga akan diperoleh nilai Tegangan Gabungan. Besarnya konversi tegangan tergantung dari jenis dan kasus pembebanan.

Dengan Sains Menangkap Realitas Alam Semesta

Pemahaman manusia tentang alam semesta mempergunakan seluruh pengetahuan di bumi, berbagai prinsip-prinsip, kepercayaan umum dalam sains (seperti ketidakpastian Heisenberg tentang pengukuran simultan dimensi ruang dan waktu), serta berbagai aturan untuk keperluan praktis. Melalui sebuah kerangka besar gagasan yang menghubungkan berbagai fenomena (teori relativitas umum, teori kinetik materi, teori relativitas khusus) coba dikemukakan satu penjelasan. Berbagai hipotesa, gagasan awal atau tentatif dikemukakan untuk menjelaskan fenomena. Tentu gagasan tersebut masih perlu diuji kebenarannya untuk dapat dikatakan sebuah hukum.

Dunia fisika membahas konsep energi, hukum konservasi, konsep gerak gelombang, dan konsep medan. Pembahasan Mekanika pun sangat luas, dari Mekanika klasik ke Mekanika Kuantum Relativistik. Mekanika Kuantum Relativistik mengakomodasi pemecahan persoalan mekanika semua benda, Mekanika kuantum melayani persoalan mekanika untuk semua massa yang kecepatannya kurang dari kecepatan cahaya. Mekanika Relativistik memecahkan persoalan mekanika massa yang lebih besar dari 10^-27 kg dan bagi semua kecepatan. Mekanika Newton (disebut juga mekanika klasik) menjelaskan fenomena benda yang relatif besar, dengan kecepatan relatif rendah, tapi juga bisa dipergunakan sebagai pendekatan fenomena benda mikroskopik.

Mekanika statistik (kuantum klasik) adalah suatu teknik statistik untuk interaksi benda dalam jumlah besar untuk menjelaskan fenomena yang besar, teori kinetik dan termodinamik. Dalam penjelajahan akal manusia di dunia elektromagnet dikenal persamaan Maxwell untuk mendeskripsikan kelakuan medan elektromagnet, juga teori tentang hubungan cahaya dan elektromagnet. Dalam pembahasan interaksi partikel, ada prinsip larangan Pauli, interaksi gravitasi, dan interaksi elektromagnet. Medan menyebabkan gaya; medan-gravitasi menyebabkan gaya gravitasi, medan-listrik menyebabkan gaya listrik dan sebagainya. Demikianlah, metode sains mencoba dengan lebih cermat menerangkan realitas alam semesta yang berisi banyak sekali benda langit (dan lebih banyak lagi yang belum ditemukan).

Pengetahuan tentang luas alam semesta dibatasi oleh keberadaan objek berdaya besar, seperti Quasar atau inti galaksi, sebagai penuntun tepi alam semesta yang bisa diamati; selain itu juga dibatasi oleh kecepatan cahaya dan usia alam semesta (15 miliar tahun). Itulah sebabnya ruang alam semesta yang pernah diamati manusia berdimensi 15-20 miliar tahun cahaya. Namun, banyak benda langit yang tak memancarkan cahaya dan tak bisa dideteksi keberadaannya, protoplanet misalnya. Menurut taksiran, sekitar 90% objek di alam semesta belum atau tak akan terdeteksi secara langsung. Keberadaannya objek gelap ini diyakini karena secara dinamika mengganggu orbit objek-objek yang teramati, lewat gravitasi.

Berbicara tentang daya objek, dalam kehidupan sehari-hari ada lampu penerangan berdaya 10 watt, 75 watt dan sebagainya; sedangkan Matahari berdaya 10²⁶ watt dan berjarak satu sa* dari Bumi, menghangatinya. Jika kita lihat, lampu-lampu kota dengan daya lebih besarlah yang tampak terang. Menurut hukum cahaya, terang lampu akan melemah sebanding dengan jarak kuadrat, jadi sebuah lampu pada jarak 1 meter tampak 4 kali lebih terang dibandingkan pada jarak 2 meter, dan apabila dilihat pada jarak 5 meter tampak 25 kali lebih redup.

Maka, kemampuan mata manusia mengamati bintang lemah terbatas. Ukuran kolektor cahaya juga akan membatasi skala terang objek yang bisa diamati. Untuk pengamatan objek langit yang lebih lemah dipergunakan kolektor atau teleskop yang lebih besar. Teleskop yang besar pun mempunyai keterbatasan dalam mengamati obyek langit yang lemah, walaupun berhasil mendeteksi obyek langit yang berjuta atau bermiliar kali lebih lemah dari bintang terlemah yang bisa dideteksi manusia. Pertanyaan lain muncul: Apakah semua objek langit bisa diamati melalui teleskop? Berapa banyak yang mungkin diamati dan dihadirkan sebagai pengetahuan?

Makin jauh jarak galaksi, berarti pengamatan kita juga merupakan pengamatan masa silam galaksi tersebut. Cahaya merupakan fosil informasi pembentukan alam semesta yang berguna, dan manusia berupaya menangkapnya untuk mengetahui prosesnya hingga takdir di masa depan yang sangat jauh, yang akan dilalui melalui hukum-hukum alam ciptaan-Nya. Pengetahuan kita tentang hal tersebut sangat bergantung pada pengetahuan kita tentang hukum alam ciptaan-Nya; sudah lengkap dan sudah sempurnakah, ataukah baru sebagian kecil, sehingga mungkin bisa membentuk ekstrapolasi persepsi yang salah?

Sampai di batas mana manusia bisa membayangkan dan menjangkaunya? Bagaimana kondisi awal, bagaimana kondisi sebelumnya, bagaimana kondisi 5 miliar tahun ke depan, bagaimana kondisi 50 miliar tahun ke depan dan seterusnya? Apakah pengetahuan agama akan memberi jawaban atas berbagai pertanyaan tersebut? Alam semesta yang megah akan runtuh, akan hancur, tapi entah bagaimana prosesnya, dan ada apa setelah kehancuran itu? Kita kembali kepada Allah untuk mencari jawaban-Nya, karena Dia adalah zat Maha Mengetahui atas segala ciptaan-Nya, dan manusia hanya diberi pengetahuan-Nya sedikit.