Daniel Meino Soedira

Biodata

Nama  : Daniel Meino Soedira

NPM  : 1706104205

Email  : daniel.meino@ui.ac.id

Jurusan  : Teknik Mesin

Peminatan  : Perancangan dan Manufaktur

Pertemuan ke-1 (3 Februari 2020)

Pada pertemuan kali ini, pembahasan komputasi teknik dimulai dengan pendahuluan. Komputasi teknik merupakan suatu penyelesaian permasalahan teknik untuk mendapatkan solusi dalam bentuk matematis. Komputasi teknik juga sering dikaitkan dengan metode numerik yang juga menyelesaikan permasalahan- permasalahan yang diformulasikan secara matematik dengan cara operasi hitung (aritmetika). Dalam menyelesaikan permasalahan matematika, komputer memiliki alur atau model algoritma operasi matematika tersendiri. Sehingga hal ini memungkinkan seorang engineer dalam menyelesaikan suatu permasalahan matematika yang kompleks.

Alasan dalam pemakaian komputasi teknik ini karena tidak semua permasalahan matematis atau perhitungan matematis dapat diselesaikan dengan mudah. Bahkan dalam prinsip matematik, suatu persoalan matematika yang paling pertama dilihat adalah apakah persoalan itu memiliki penyelesaian atau tidak.

Sehingga, jika kita mendapati suatu persoalan matematika yang tidak diketahui penyelesaiannya, solusi menggunakan komputasi teknik merupakan salah satu alternatif untuk menyelesaikan persoalan matematika tersebut.

Tujuan Mempelajari Komputasi Teknik

1. Menambah wawasan dan memahami konsep serta prinsip dalam mata kuliah komputasi teknik

2. Mengaplikasikan wawasan komputasi teknik untuk menyelesaikan persoalan matematis

3. Lebih mengenali diri sendiri melalui muhasabah

Muhasabah

Sederhananya, muhasabah adalah bentuk introspeksi diri terhadap apa yang dilakukan oleh diri kita sendiri sehingga membuat diri berubah menjadi yang asalnya tidak baik menjadi baik atau dari yang baik menjadi lebih baik. Muhasabah adalah media yang dilakukan untuk meningkatkan kesempurnaan hidup. Kritik, protes, saran, nasihat dari orang lain dan yang keluar dari kata hati yang paling dalam adalah pemicu munculnya muhasabah.

Pada perkuliahan pertemuan pertama, Pak Dai selaku pengajar dari mata kuliah komputasi teknik ini, menyampaikan hal tentang akal. Akal merupakan karunia agung yang diberikan oleh Sang Pencipta. Keutamaan akal adalah pembeda antara manusia dengan hewan, dengannya mereka dapat terus berinovasi dan membangun peradaban, dan dengannya mereka dapat membedakan mana yang bermanfaat dan mana yang berbahaya sesuai jangakauan akal mereka.

Pertemuan ke-2 (10 Februari 2020)

Sinopsis Skripsi

Judul : Uji Performa Pencacahan Sampah Elektronik PCB (Printed Circuit Board) dengan Mesin Cacah Konvensional

Penelitian ini sebagai upaya untuk mengurangi sampah elektronik atau e-waste dalam bentuk cacahan PCB (Printed Circuit Board). Sampah elektronik semakin banyak diakibatkan oleh banyaknya perangkat elektronik lawas dan umur perangkat elektronik yang pendek. Pencacahan dilakukan sebagai tahap awal dari usaha untuk mendaur ulang sampah elektronik yang menghasilkan ukuran PCB yang lebih kecil ( dibawah 6 mm ) agar dapat dipisahkan antara bagian logam dan non logam.

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mesin pencacah dari penelitian sebelumnya. Mesin pencacah yang digunakan sebelumnya digunakan untuk mencacah plastik, namun dengan beberapa modifikasi, mesin pencacah ini akan di uji performanya untuk mencacah PCB. Modifikasi paling penting yang dilakukan adalah mengganti ukuran saringan atau mesh (dalam hal ini plat berlubang) dengan ukuran 4 mm, 6 mm dan 8 mm. Dari ketiga mesh ini akan dilihat ukuran PCB paling dominan yang memenuhi ukuran sebesar dibawah 6 mm.

Korelasi terkait Sinopsis Skripsi dengan Komputasi Teknik

Uji coba dilakukan dengan percobaan langsung pencacahan. Perhitungan numerik yang dilakukan adalah menghitung rata- rata ukuran PCB yang terjadi disetiap ukuran mesh dan kecepatan putar pencacahan

Stokastik dan Deterministik

- Deterministik adalah kejadian yang pasti terjadi.

Pada penelitian ini, contoh dari hal deterministik adalah jika ukuran mesh 4 mm, maka akan menghasilkan ukuran cacahan sebesar 4 mm atau lebih kecil. Ukuran cacahan ini merupakan suatu variabel deterministik yang besarannya dapat ditentukkan.

- Stokastik adalah sesuatu yang mempunyai unsur peluang.

Contoh paling sederhana dalam penelitian ini adalah memprediksi suatu data ke tingkat tertentu.

Pertemuan ke-3 (17 Februari 2020)

Ppt sinopsis skripsi

Pertemuan ke-4 (24 Februari 2020)

Pada pertemuan ke-4, diawali dengan quiz seputar komputasi teknik dan aplikasinya pada matematika teknik yang kemudian dilanjutkan ke materi seputar software atau aplikasi simulasi yang ada kaitannya dengan komputasi teknik.

Abstrak Skripsi

Judul : Uji Performa Pencacahan Limbah Elektronik PCB (Printed Circuit Board) dengan Mesin Cacah Konvensional

Papan elektronik atau PCB (Printed Circuit Board) merupakan bagian yang tidak terlepas dari perangkat elektronik seperti telepon genggam, televisi, komputer, lemari es dan mesin cuci. Seiring dengan perkembangan zaman, perangkat elektronik semakin mutakhir dan semakin banyak diproduksi. Manusia saat ini juga tidak bisa lepas dari telepon genggam dalam kehidupan sehari- harinya. Model atau tipe baru dari telepon genggam terus bertambah setiap tahunnya dan banyak konsumen yang selalu mengganti telepon genggam mereka dengan yang baru. Ditambah dengan peralatan rumah tangga seperti mesin cuci dan lemari es yang sudah rusak, membuat banyaknya sampah elektronik yang menumpuk. Pemanfaatan kembali bahan elektronik yang sudah dibuang, akan meningkatkan nilai jual dari sampah elektronik tersebut. Adapun material berharga seperti emas, tembaga, aluminium dan timah yang terkandung dalam sampah elektronik terutama pada bagian papan elektronik atau PCB (Printed Circuit Board). Untuk mendapatkan material tersebut, diperlukan adanya pemisahan. Salah satunya adalah dengan cara dicacah dengan mesin pencacah. Papan elektronik akan dicacah sehingga diperoleh ukuran yang lebih kecil dari papan tersebut. Dengan ukuran yang sudah dicacah, akan mudah diproses lebih lanjut dan lebih spesifik untuk perolehan material berharga yang diinginkan.

Pertemuan ke-5 (2 Maret 2020)
Kalori Harian Manusia

Rata-rata pria membutuhkan 2.700 kkal per hari dan rata-rata wanita membutuhkan 2.200 kkal per hari.

Tidak semua orang membutuhkan jumlah kalori yang sama setiap hari. Orang memiliki metabolisme yang berbeda yang membakar energi pada tingkat yang berbeda, dan beberapa orang memiliki gaya hidup yang lebih aktif daripada yang lain.

Asupan kalori yang direkomendasikan per hari tergantung pada beberapa faktor, termasuk:

kesehatan umum secara keseluruhan tuntutan aktivitas fisik seks bobot tinggi bentuk tubuh

Kebutuhan Kalori Berdasarkan Usia

Secara umum, asupan rata-rata kalori harian bagi pria dewasa adalah 2.500 kalori, sedangkan perempuan dewasa sekitar 2.000 kalori. Namun, jumlah tersebut sebenarnya dipengaruhi juga oleh kegiatan yang dilakukan sehari-hari. Jika kegiatan yang dilakukan membutuhkan aktivitas fisik yang lebih berat, maka kebutuhan akan asupan kalori harian tentu meningkat. Misalnya, kebutuhan kalori seorang pekerja tani akan lebih banyak, jika dibandingkan dengan pekerja kantoran yang lebih banyak duduk. Usia juga bisa menjadi faktor. Seiring bertambahnya usia, terutama ketika memasuki usia lanjut, umumnya aktivitas cenderung berkurang dan akibatnya tidak lagi mengonsumsi makanan dengan asupan kalori sebanyak sebelumnya.

Banyak penelitian dilakukan untuk memberikan data yang akurat mengenai jumlah kalori yang kita butuhkan dalam satu hari. Menurut Pedoman Diet 2015-2020 untuk orang Amerika, wanita cenderung membutuhkan antara 1.600 hingga 2.400 kkal sehari, dan pria dari 2.000 hingga 3.000 kkal sehari. Mengutip laman webmd.com, rekomendasi Institute of Medicine menyebutkan wanita aktif usia 31 – 50 tahun membutuhkan 2200 kkal per hari, sedangkan pria aktif usia 31 – 50 membutuhkan 2800 hingga 3000 kkal per hari.

Di Indonesia, berdasarkan rekomendasi Angka Kecukupan Gizi (AKG) dari Kementerian Kesehatan RI, rata-rata kebutuhan untuk pria usia 30 – 49 tahun adalah 2625 kkal per hari. Sedangkan perempuan usia 30 – 49 tahun adalah 2150 kkal per hari, demikian seperti dikutip dari laman depkes.go,id. Namun, sebenarnya kebutuhan kalori masing-masing individu berbeda-beda, tergantung dari usia, berat badan, tinggi badan, gaya hidup, kesehatan dan aktivitas fisik yang dilakukannya. Namun kisaran kalori yang umum dapat membantu jika Anda ingin mempertahankan atau menurunkan berat badan.

Sedangkan untuk kebutuhan kalori per hari bagi anak-anak berkisar antara 1.000 sampai 2.000 kalori. Bagi usia remaja bisa berkisar antara 1.400 sampai 3.200 kalori per hari. Sama seperti orang dewasa, umumnya, anak laki-laki memiliki kebutuhan kalori lebih tinggi daripada anak perempuan.

Menghitung Kalori

Terdapat dua jenis kalori, yaitu kalori kecil yang ditulis dalam satuan “kal” dan kalori besar atau “kilokalori” (kkal), dengan perhitungan 1 kkal sama dengan 1.000 kal. Cara menghitung kalori yang kita butuhkan menurut P2PTM Kemenkes RI sangat sederhana, karena hanya berdasarkan jenis kelamin dan tinggi badan. Sebelum menghitung, kita harus mengetahui terlebih dahulu tinggi badan (TB) dalam sentimenter dan Berat Badan Ideal (BBI) dengan rumus sebagai berikut:

BBI = (TB-100) – (10% x (TB – 100)). Seorang perempuan yang memiliki tinggi tubuh 170 cm, Berat Badan Idealnya adalah: BBI = (170-100) – (10% x (170 – 100)) = 70 – (10% x 70) = 70 – 7 = 63.

Selanjutnya, kita dapat hitung Kebutuhan Kalori Basal (KKB) atau Basal Metabolic Rate (BMR). KKB merupakan kebutuhan kalori yang dibutuhkan oleh tubuh untuk metabolisme basal, yakni metabolisme yang wajib dilakukan mahluk hidup walaupun tidak membutuhkan energi. Ini berarti metabolisme tubuh akan tetap berjalan meskipun dalam keadaan tidur atau tidak melakukan apa-apa. Berikut adalah rumus menghitung angka KKB:

        KKB Laki-laki = 30 kkal x BBI   
        KKB Perempuan = 25 kkal x BBI

Perempuan yang memiliki angka BBI 63, maka KKB-nya sebesar:

        KKB = 25 kkal x 63 = 1.575 kkal.

Menghitung Kebutuhan Kalori Total (KKT)

Kebutuhan kalori total adalah jumlah kebutuhan kalori tubuh ditambah dengan jumlah kalori saat melakukan aktivitas fisik. Kita mengenal tiga jenis aktivitas, yaitu

         Aktivitas ringan seperti  membaca (10%), menyetir mobil (10%), kerja kantor(10%),
         mengajar (20%), berjalan (20%).
              
         Aktivitas sedang: kerja rumah tangga (20%), jalan cepat (30%), bersepeda (30%).

         Aktivitas berat: aerobik (40%), mendaki (40%), dan jogging (40%)

Rumus KKT = KKB + Aktivitas Fisik - Faktor Koreksi Faktor koreksi adalah sebagai berikut:

    Usia 40 - 59 tahun, nilai koreksinya minus 5%
    Usia 60 - 69 tahun, nilai koreksinya minus 10%
    Usia >70 tahun, nilai koreksinya minus 20%

Contoh: Seorang wanita dengan berat badan idealnya adalah 63 kg, berusia 45 tahun dengan pekerjaan sehari-hari adalah kerja kantoran. Berpakah kebutuhan kalori basal dan kalori totalnya? Jawab:

Kalori basal wanita = 25 kkal x BBI

                            = 25 kkal x 63
                            = 1.575 kkal. kkal

Kalori total = KKB + Aktivitas Fisik - Faktor Koreksi

                           = 1.575 + (1.575 x 10%) – (1.575 x 5%)
                           = 1.575 + 157.5 – 78.75
                           = 1.653,75 kkal   

Perhitungan BMR dan kebutuhan kalori harian dengan kalkulator BMR

Dengan menggunakan kalkulator BMR, saya dapat menghitung kebutuhan kalori harian saya dengan input data sebagai berikut

    Nama     : Daniel Meino Soedira
    Umur     : 24
    BB(kg)   : 88
    Gender   : Pria

Ditampilkan pada grafik dibawah ini

Keterangan :
Sedenter (minim aktivitas fisik, jarang/tak pernah olahraga)
Sedikit aktif (olahraga ringan 1-3 hari seminggu)
Cukup aktif (olahraga sedang. 3-5 hari seminggu)
Sangat aktif (olahraga berat 6-7 hari seminggu)
Sangat aktif (olahraga 2x sehari atau pekerjaan sehari- hari menuntut fisik)

Perhitungan BMR dan kebutuhan kalori harian

Berikut adalah perkiraan kalori untuk setiap aktifitas yang terjadi setiap harinya.

• 
• 
• 

Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa

    Total Energi Hari-1 = 14911,16 kJ atau 3563,85 kkal
    Total Energi Hari-2 = 13329,73 kJ atau 3185,88 kkal
    Total Energi Hari-3 = 14911,16 kJ atau 3563,85 kkal
    Total Energi Hari-4 = 13329,73 kJ atau 3185,88 kkal
    Total Energi Hari-5 = 14911,16 kJ atau 3563,85 kkal
    Total Energi Hari-6 = 14909,27 kJ atau 3563,40 kkal
    Total Energi Hari-7 = 15691,67 kJ atau 3750,40 kkal

Dengan total kalori mingguan adalah

    97663,94 kJ
    23342,24 kkal

Energi listrik yang digunakan setiap harinya

    1. Komputer      = penggunaan 12 Jam  = 120,08 Watt x 12 Jam = 1440,96 Wh = 1,44 kWh
    2. Cas Hape      = Lama Pengisian 2 Jam = 5 Watt x 2 Jam = 10 Wh = 0,01 kWh
    3. Lampu Belajar = Penggunaan 15 Jam = 5 Watt x 15 Jam = 75 Wh = 0,075 kWh

Biaya listrik per kWh

    Rp 1500/kWh

Biaya Internet per hari

    Rp. 12000

Maka grafik dibawah ini menunjukkan penggunaan kalori harian

Dan Grafik dibawah ini menunjukkan biaya yang diperlukan

Pertemuan ke-6 (9 Maret 2020)

Pertemuan ke 6 pada tanggal 9 Maret 2020, diawali dengan muhasabah. Dan setelah muhasabah ada satu kalimat yang saya petik dari Pak Dai di awal jam perkuliahan yaitu “Betapa manisnya ilmu yang bermanfaat”. Dari situ saya memahami bahwa memang suatu ilmu jika kita sudah peroleh namun hanya disimpan untuk diri sendiri tiada artinya, namun akan berbeda ketika ilmu itu kita gunakan untuk supaya berguna dan bermanfaat bagi diri sendiri dan orang lain.

Adapun beberapa istilah sekaligus sebagai resume dari pertemuan mata kuliah komputasi teknik saat ini:
1. Initial Thinking
Initial Thinking atau dalam Bahasa Indonesia disebut sebagai pemikiran awal. Yang dimaksud adalah suatu ide atau rencana yang mengawali suatu masalah atau proyek. Sebagai contoh suatu pembuatan skripsi. Untuk membuat skripsi tentunya akan ada ide awal yang akan dijadikan patokan sebagai topik skripsi nantinya. Selain ide awal, hal- hal seperti rencana pelaksanaannya juga bisa disebut sebagai initial thinking. Initial thinking juga bisa dimulai dengan metode 5W+1H untuk memastikan bahwa ide yang dicetuskan bisa dieksekusi.

2. Rule of Thumb pada Komputasi Teknik
Dimulai dari Initial Thinking kemudian dilanjutkan dengan membuat persamaan matematika yang relevan. Setelah itu dibuat permodellannya yang nantinya model ini akan disimulasikan. Biasanya dalam simulasi ada kesalah numerik seperti penentuan ukuran mesh. Hasil dari simulasi akan di verifikasi dan di validasi.

3. Hipotesis
Adalah jawaban sementara terhadap masalah yang masih bersifat praduga karena masih harus dibuktikan kebenarannya. Dalam suatu penelitian, hipotesis digunakan untuk membuktikan tingkat kebenaran.

4. Asumsi
Adalah dugaan yang diterima sebagai dasar dan sebagai landasan berpikir karena dianggap benar. Biasanya berupa dugaan, perkiraan, prediksi dan ramalan.

5. Model
Model adalah sesuatu yang merupakan interpretasi dari ide awal. Contohnya dapat berupa gambar tiga dimensi dalam software.

6. Simulasi
Simulasi adalah eksekusi terhadap model. Biasanya simulai ini perlu di verifikasi kebenarannya. Setelah itu di validasi biasanya di bandingkan dengan teori- teori yang ada.

Ujian Tengah Semester

1. Optimasi Kebutuhan Energi Manusia [1]
2. Video Pemahaman Komputasi Teknik, Hasil Belajar [2]
Terlampir video untuk software komputasi teknik yang sejauh ini saya pilih untuk final project. Pengembangan dan pembelajaran lebih lanjut akan saya lakukan guna untuk menyelesaikan project akhir komputasi teknik, paper komputasi teknik dan untuk menambah wawasan di bidang komputasi teknik.
3. Draft Paper Project Komputasi Teknik [3]

Quiz 13 April 2020

Pada studi kasus komputasi teknik yaitu oscillation one dimensional, pegas ditarik pada jarak x tertentu, dimana posisi akhir tarik merupakan Xo. Ketika itu dilepaskan sehingga terjadi pergerakkan harmonis yang menghasilkan bentuk gelombang.

Oscillating One-Dimensional

Kasus ini menggunakan beberapa persamaan diantaranya.

    F = m.a

dengan konstanta pegas menggunakan persamaan

    F = -kx

diketahui,

    a = x
    x + w^2x = 0

dengan,

    w = (k/m)^1/2

Maka, didapatkan formula umum gerak harmonis

    x(t) = Xo cos wt

dengan kondisi awal,

    X(0) = Xo, x'(0) = 0

Berikut percobaan menggunakan excel. Disini saya membandingkan nilai U dengan nilai hasil analytical method, dan membandingkan nilai V dengan nilai analytical method.

Mengacu pada buku studi kasus komputasi teknik, metode numerical yang digunakan adalah metode forward euler method,

    u^(n+1) = u^n+ dt*v^n
    v^(n+1) = v^n - dt*w^2u^n

dimana,

    u = x ; v = x'= u' ; v' = -w^2*u

Perhitungan Numerik

Perhitungan numerik dilakukan pada file excel.

    https://drive.google.com/open?id=1BKEYrWs_DE7NalQJcWI2AA6HR8VzBfGx

Verifikasi

Berikut adalah grafik yang dihasilkan dengan nilai dt = 0.1

alt text

Hasil dari numerical menunjukkan cenderung divergen, karena semakin lama nilai numerical semakin besar. Hal terkait dengan diskritisasi nilai dt.

Diskritisasi adalah nilai parameter yaitu nilai dt yang diatur. Berikut nilai interval yang dicoba sebesar 100, 500 dan 1000.

Interval 100

Interval 500

Interval 1000

Kesimpulan

Rumusan interval/period yang diberikan adalah

    dt = P/period

Dari setiap nilai period yang dimasukkan, didapat nilai hasil perhitungan yang berbeda juga. Semakin besar, hasil perhitungan yang dihasilkan semakin akurat karena semakin kecil proses pantauan numerikan yang berujung pada semakin detail perhitungan yang dihasilkan. Hal ini dapat ditunjukkan pada proses meshing pada analisis FEA, dimana semakin fine mesh yang dilakukan, maka, nilai hasil analisis yang dihasilkan semakin akurat.

Tugas Kolaborasi Oscillating One-Dimensional Systems

Sesi kelas komputasi teknik pada kesempatan ini, mahasiswa diharapkan berdiskusi dengan kelompok terkait dengan oscillating 1D systems. Penulisan untuk kelompok, terlampir di link dibawah ini :

    http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Oscillating_one-dimensional_systems#Artikel_4.3.10._Osilasi_Pegas_dengan_Peredam

Evaluasi Individu Mahasiswa 27 April 2020

Terdapat beberapa poin penting terkait perkuliahan hari ini, diantaranya :

    1. Memahami prinsip dan konsep komputasi teknik.

    2. Penerapan konsep maupun skill pada komputasi teknik. 

    3. Lebih mengenal diri.

Hal tersebut disampaikan melalui presetasi tiap mahasiswa dengan menyampaikan kontribusi mereka masing- masing pada wiki baik individu maupun kelompok, menyampaikan pemahaman konsep serta menunjukkan skill yang telah didapat selama perkuliahan komputasi teknik.

Tugas Kelompok Artikel ke-2

Pertemuan kelas online atau pembelajaran jarak jauh sesi ini, mahasiswa melanjutkan membagikan mengenai evaluasi belajar yang pada sesi minggu sebelumnya sudah dilakukan. Adapun beberapa poin penyampaian berupa :

    1. Value, yang menunjukkan kesungguhan dalam belajar, niat dan rajin, sikap pantang menyerah untuk mencoba mendalami dan mempelajari suatu materi.

    2. Understanding, berhubungan dengan konsep yang telah dipelajari selama perkuliahan mata kuliah komputasi teknik.

    3. Skill, kemampuan dalam penggunaan software atau keterampilan yang didapat pada mata kuliah komputasi teknik

Terdapat tambahan studi kasus berupa pembelajaran artikel tentang Spring-Mass model struktur bangunan pada simulasi dinamis.

Evaluasi Studi Kasus Fluida 11 Mei 2020

Pada aliran pipa berkembang penuh, setiap bagian fluida semata- mata mengalir sepanjang garis jejak sejajar terhadap dinding pipa dengan kecepatan konstan, meskipun partikel yag bersebelhan memiliki sedikit perbedaan kecepatan. Variasi kecepatan ini, dikombinasikan dengan viskositas fluida, menghasilkan tegangan geser.

Gerakan elemen fluida silindris didalam sebuah pipa

Diagram benda-bebas dari silinder fluida

Jadi aliran pipa horizontal berkembang penuh adalah semata- mata kesetimbangan antara tekanan dengan gaya viskos-perbedaan tekanan yang bekerja pada ujung silinder dengan luas ;

    phi*r^2

dan tegangan geser bekerja pada permukaan selimut silinder dengan luas ;

    2*phi*r*l

Kesetimbangan gaya dapat ditulis sebagai

    (p1)*phi*r^2 - (p1-deltap)*phi*r^2 - (t)2*phi*r*l = 0

yang dapat disederhanakan sehingga memberikan

    (deltap/l) = 2t/r

Pada r = D/2 (dinding pipa), tegangan geser maksimum, dinyatakan dengan tw, tegangan geser dinding. Jadi, C = 2tw/D dan distribusi tegangan geser diseluruh pipa adalah fungsi linier dari koordinat radial

    t = 2tw*r/D

Jika viskositas nol tidak akan ada tegangan geser dan tekanan akan konstan diseluruh pipa horizontal tersebut (deltap = 0). Penurunan tekanan dan tegangan geser dinding dihubungkan oleh

    deltap = 4*l*tw/D

Distribusi tegangan geser pada fluida didalam sebuah pipa(aliran laminar dan turbulen) dan profil-profil kecepatan yang khas

Sebuah tegangan geser yang kecil dapat menghasilkan perbedaan tekanan yang besar jika pipa relatif panjang (l/D >> 1).

UAS (8 Juni 2020)

Soal

Umumnya spesifikasi sebuah mobil dilengkapi dengan data Berat total, Daya dan Torsi pada putaran mesin tertentu serta koefisien hambatan aerodinamis. Kembangkanlah sebuah model komputasi teknik untuk menentukan waktu yang diperlukan sebuah mobil spesikasi yg diberikan untuk bergerak mencapai kecepatan penuh dari keaadaan diam. Gunakan prosedur komputasi teknik (analisis awal (masalah), penentuan model matematis dinamika gerakan mobil lengkap dgn gaya gesekan dan hambatan aerodinamis (dengan asumsi2 yang dijelaskan), langkah2/algoritma penyelesaian numerik (menggunakan salah satu metoda: Runga Kutta, Finite diferrence atau finite elemen atau metoda numerik lainnya dan gunakan komputer untuk menghitung waktu yg diperlukan (top speed) pada berbagai spesifikasi mobil menggunakan algoritma tersebut.

Jawaban

Langkah pertama yang dilakukan adalah membuat FBD Free body diagram atau diagram benda bebas yang mengilustrasikan suatu mobil. Parameter yang berhubungan adalah :

    W yaitu berat dari pengaruh massa dan gravitasi
    Fn yaitu gaya normal yang bekerja akibat gaya berat tegak lurus bidang
    Fengine gaya mesin yang dapat diperoleh dari spesifikasi mobil yaitu torsi maksimal
    Fdrag yaitu gaya hambatan aerodinamis
    Fgesek yaitu gaya gesek

Jenis mobil yang akan dicoba untuk di Analisa adalah Jaguar 16MY F-type dengan beberapa spesifikasi dibawah ini :

    Daya maksimal : 340 HP
    Torsi maksimal : 450 Nm
    Dimensi area depan : 2.42 m^2
    Roda : 18inch 
    Massa mobil : 1741 kg

Adapun data lengkap dari mobil jaguar seperti dibawah ini

Untuk melakukan perhitungan, adapun beberapa persamaan yang perlu diperhatikan :

    Fengine = T/r
    Fgesek = Fn.coefficient

    Fdrag = 0.5*(rho)*Cd*A*(v^2)
    Fdrag = 0.5*(rhoudara)*Cd*(area_depan_mobil)*(v^2)

Adapun beberapa asumsi seperti :

    1. coefficient gesek = 0.014 dan konstan
    2. Torsi yang dihasilkan maksimal
    3. rho udara = 1,2754 kg/m^3
    4. Cd air drag coefficient = 0.36 

Mengacu pada buku Programming for Computations, saya menggunakan metode Finite difference.

Dan proses perhitungan menggunakan alat bantu excel dengan menggunakan variable yang telah dijabarkan.
Excel Komputasi Teknik Daniel M 1706104205
Dalam satuan kecepatan m/s

Dalam satuan kecepatan km/h

Dan kecepatan maks yang dapat dicapai setelah 200 detik adalah 55 m/s atau 200 km/h, karena setelah waktu tersebut, kecepatan cenderung stagnan.