Penerapan dan Pengaplikasian Ilmu Fisika dalam bidang Otomotif Dasar

     Hai gaess, ini gue kasih materi tentang penerapan ilmu fisika dalam ilmu dasar bidang otomotif. Otomotif itu bukan hanya sekadar mempelajari tentang memperbaiki mobil atau mengetahui semua jenis mesin ataupun spesifikasi mesin, perlu adanya hitung-hitungan dalam bentuk ilmu fisika misalnya menghitung kapasitas silinder, putaran piston, dll. Jangan loe kira otomotif itu gk perlu pake itung-itungan hah? jaman sekarang mah semua pake itung itungan gaess, toilet umum aja bayar:D okeh lah silahkan dibaca ya.... TTD: Al~Ladiesman

A.     Kapasitas Mesin
Kapasitas mesin ditunjukan oleh volume yang terbentuk pada saat piston bergerak keatas dari TMA ke TMB, disebut juga sebagai volume langkah.Volume langkah dihitung dalam satuan CC (cm³).RumusUntuk menghitungnya adalah :

 

B.      Volume Silinder 

Volume Silinder adalah jumlah total dari pertambaha nantara volume langkah dengan Volume ruang bakar.

Rumusnya :

Vs = Vl + Vc

Keterangan:

Vs  =Volume silinder (cc)

Vl   = Volume langkah (cc)

Vc  = Volume ruangbakar (cc) 

C.      Perbandingan Kompresi

Perbandingan Kompresi adalah perbandingan volume silinder dengan volume kompresinya.Perbandingan kompresi berkaitan dengan volume langkah.

Bila dinyatakan dalam rumus maka :

Dimana :

E = Perbandingan Kompresi (cc)

Vs = Volume silinder (cc)

Vc = Volume Ruangbakar (cc)    

Catatan : Makin tinggi perbandingan Kompresi, Maka makin tinggi tekanan dan temperature akhir Kompresi 

D.     Kecepatan Piston

Sewaktu mesin berputar, Kecepatan Piston di TMA dan TMB adalah Nol dan pada tengah lebih cepat, oleh karenannya kecepatan piston diambil rata-rata

Dengan rumus sebagai berikut : 

Keterangan :

V = kecepatan piston rata-rata

L  =Langkah (m)

N = Putaran Mesin (rpm)

                Dari TMB, piston akan bergerak kembali keatas karena putaran poros engkol, dengan demikian pada 2X gerakan piston, akan menghasilkan 1putaran poros engkol membuat N putaran, maka piston bergerak 2LN. karena dinyatakan dalam detik maka dibagi 60. 

E.      Torsi 

Gaya tekan putar pada bagian yang berputar disebut TORSI, sepeda motor digerakan oleh Torsi dari Crankshaft.

Torsi = gaya X jarak

Makin banyakjumlah gigi pada roda gigi, maka makin besar torsi yang terjadi. Sehingga kecepatan direduksi menjadi separuhnya. Torsi maksimuma adalah Besarnya torsi maksimum setiap sepeda motor berbeda-beda,. Ketika sepeda motor bekerja dengan torsi maximum, gaya gerak rodabelakang juga maximum. Semaikin besar torsinya, semakin besar pula tenaga sepeda motor tersebut. Besarnya torsi biasanya dicantumkan dalam data spesifikasi teknik, buku pedoman servis atau dalam brosur pemasaran suatu produk motor.

F.       Tenaga (HorsePower) 

Kerja rata-rata diukur berdasarkan tenaga akhir (torsi dari crankshaft menggerakan sepeda motor, tapi ini hanya untuk menggerakan sepeda motor dan kecepatan yang menggerakan sepeda motor tidak diperhitungkan.Tenaga adalah kecepatan yang menimbulkan kerja).

•       SatuanTenaga

PS (Prerdstrarke in jerman) 1PS – 75 Kg m/sec  adalah tenaga untuk menggerakan obyek seberat 75Kg sejauh 1m dalam 1 second (makin besar tenaga makin besar kerja persatuan waktu).

•       Perhitungan Tenaga Crankshaft

Untuk menghitung berapa kali penaikan engkol berputar bergerak oleh gaya spesiik persatuan waktu (detik).

Kerja (Q) = Gaya (F) x Jarak (r).

Torsi (T) = Gaya (F) x Jarak (r).

Gaya (F) = Torsi (T) x Jarak (r).

Jarak (r) yang ditempuh oleh perputaran crank pin permenit = 2π.rN

 

·        Hubungan antara putaran mesin dan HorsePower (tenaga) Tenaga mesin berubah-ubah tergantung Torsi dan Kecepatan putaran mesin. Mesin Dengan Putaran tinggi, biasanya tenaga yang dihasilkan juga besar tapi jika putaran terlalu tinggi, tenaga yang dihasilkan akan menurun. Jika pada putaran tertentu tenaga maksimum dihasilkan, maka hal itu disebut  “MAKSIMUM POWER”.

Keterangan	Sl (satuan)
Isi ataukapasitasMesin	1 L (1,000 cm³)
Tekanan	1 kPa (0,01 Kg/cm²)
Tenaga	1kW (1.360 PS)
	1 Nm (0,1 Kg.m)

Jadi hubungan ilmu terapan fisika sangat sangat penting bagi bidang teknik mesin karena berguna untuk pengembangan teknik mesin. Ilmu terapan fisika adalah dasar dari teknik mesin. Contoh saja sebagai berikut ilmu fisika terapan digunakan untuk menganalisis dan memprediksi akselerasi dan deformasi (keduanya elastis dan plastis) dari suatu benda. Subdisiplin dari ilmu mekanika(fisika terapan) diantaranya:

• Statis, ilmu yang mempelajari benda diam, bagaimana suatu gaya mempengaruhi benda diam.
• Dinamis (atau kinetis), ilmu yang mempelajari pengaruh gaya terhadap benda bergerak.
• Mekanika material, ilmu yang mempelajari bagaimana material yang berbeda berubah bentuk terhadap berbagai macam tipe tekanan/tegangan.
• mekanika fluida ilmu yang mempelajari bagaimana fluida bereaksi terhadap gaya
• Mekanika continuum, sebuah metode aplikasi mekanika yang mengasumsikan kalau suatu objek adalah berkesinambungan/terus menerus.

Para insinyur teknik mesin menggunakan ilmu mekanika pada tahap mendesain atau menganalisis. Misalnya, jika proyeknya adalah desain dari sebuah kendaraan, maka ilmu statis dapat dipakai untuk mendesain bodi kendaraan, untuk mengukur seberapa maksimum tegangan yang dapat diberikan. Ilmu dinamis dapat digunakan untuk mendesain mesin mobil, melihat gaya yang bekerja pada piston dan camsebagai siklus sebuah mesin. Mekanika material dapat digunakan untuk memilih bahan apa yang cocok untuk bodi mobil sekaligus mesinnya. Mekanika fluida dapat digunakan untuk mendesain sistem ventilasi kendaraan (lihatHVAC), atau juga bisa untuk mendesain sistem masukan (intake) pada mesin.

sumber :http://id.wikipedia.org/wiki/Teknik_mesin

              http://ramliyana-fisika.blogspot.com/2013/04/penerapan-konsep-fisika-dalam-berbagai.html

              http://menyenk70.blogspot.com/2013/03/aplikasi-ilmu-fisika-dalam-mempelajari.html