Ada banyak hal tentang daya dukung tanah dan energi yang perlu kita ketahui. Di sini, akan disajikan beberapa contoh soal yang berkaitan dengan dua topik tersebut.
Contoh Soal Daya Dukung Tanah Terzaghi
Apa itu daya dukung tanah? Daya dukung tanah didefinisikan sebagai kemampuan tanah untuk menahan beban yang diterapkan pada permukaannya. Daya dukung tanah dapat dihitung menggunakan rumus yang dikenal sebagai rumus Terzaghi.
Mengapa penting untuk mengetahui daya dukung tanah? Pengetahuan tentang daya dukung tanah diperlukan dalam berbagai proyek konstruksi, seperti pembangunan gedung, jembatan, atau jalan raya. Penentuan daya dukung tanah yang tepat memungkinkan struktur yang kokoh dan aman untuk dibangun.
Bagaimana cara menghitung daya dukung tanah? Untuk menghitung daya dukung tanah, dapat digunakan rumus Terzaghi:
qult = cn c’ + σ’Nc + qt Nq
Di mana:
- qult adalah daya dukung ultimit tanah (kN/m2)
- cn adalah koefisien koreksi dasar (dimensiless)
- c’ adalah kuat tarik sisi geser tanah (kN/m2)
- σ’Nc adalah nilai normal efektif pada kedalaman terendah terjadi penurunan volume (kN/m2)
- qt adalah gaya usaha yang diambil alih oleh area (kN/m2)
- Nq adalah faktor yang mempertimbangkan pengaruh gaya usaha pada daya dukung
Berikut ini contoh perhitungan daya dukung tanah menggunakan rumus Terzaghi:
Contoh Soal
Diketahui:
- c’ = 11,2 kN/m2
- φ’ = 30°
- Nc = 38
- Nq = 29
- σv0′ = 100 kPa
- q = 200 kN/m2
Hitunglah daya dukung ultimit tanah (qult)!
Pembahasan
Pertama-tama, harus dihitung kuat geser tanah (c) menggunakan rumus:
c = c’ × Nc × Ic × Id
Di mana:
- Ic adalah faktor lainnya
- Id adalah faktor lainnya
Pada contoh ini, Ic dan Id dapat diasumsikan 1 karena tanah dilaporkan dalam keadaan kering dan perlu dilakukan koreksi selama tindakan pembangunan.
c = 11,2 × 38 × 1 × 1 = 425,6 kN/m2
Selanjutnya, hitung gaya usaha yang diambil alih oleh area (qt) menggunakan rumus:
qt = γ × zB
Di mana:
- γ adalah berat volume tanah (unit bobot kering) atau rasio berat tanah / volume (kN/m3)
- zB adalah kedalaman di mana beban diterapkan (m)
Gunakan rumus γ = γD – γW untuk menentukan berat. volume tanah:
γ = 18 – 10 = 8 kN/m3
Diasumsikan bahwa beban diterapkan pada kedalaman 3 m di bawah permukaan tanah:
qt = 8 × 3 = 24 kN/m2
Selanjutnya, hitung nilai normal efektif pada kedalaman terendah terjadi penurunan volume (σ’Nc) menggunakan rumus:
σ’Nc = σv0′ × Nc × Ic × Id
Di mana:
- σv0′ adalah tegangan efektif pada permukaan (kPa)
- Nc adalah faktor persamaan Terzaghi
- Ic adalah faktor koreksi konsistensi dan metode pengukuran (dimensiless)
- Id adalah faktor pengaruh kedalaman (dimensiless)
Dalam hal ini, Ic dan Id dapat diasumsikan 1 seperti sebelumnya. Oleh karena itu, nilai normal efektif pada kedalaman terendah terjadi penurunan volume dapat dikalkulasikan sebagai berikut:
σ’Nc = 100 × 38 × 1 × 1 = 3800 kPa
Akhirnya, hitung daya dukung ultimit tanah (qult) menggunakan rumus:
qult = cn c’ + σ’Nc + qt Nq
Pada contoh ini, nilai cn adalah 1.
qult = 1 × 425,6 + 3800 + 24 × 29 = 4304,6 kN/m2
Karenanya, daya dukung ultimit tanah pada contoh ini adalah 4304,6 kN/m2.
Contoh Soal dan Pembahasan Energi dan Daya Listrik
Apa itu energi? Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja. Energi dapat berubah bentuk dari satu ke bentuk lainnya, namun jumlah energi total selalu konstan.
Mengapa penting untuk memahami energi? Pengetahuan tentang energi penting dalam berbagai bidang, seperti teknologi dan sains. Dari energi, kita dapat memahami bagaimana alam bekerja dan bagaimana kita dapat memanfaatkannya untuk kepentingan kita.
Apa itu daya? Daya adalah laju perubahan energi dalam satu satuan waktu. Dalam sistem SI, daya diukur dalam watt (W).
Mengapa penting untuk memahami daya? Pengetahuan tentang daya penting dalam berbagai bidang, seperti teknologi dan fisika. Dari daya, kita dapat menyimpulkan seberapa cepat energi dapat dihasilkan atau dikonsumsi dalam waktu tertentu.
Berikut ini adalah beberapa contoh soal dan pembahasan tentang energi dan daya listrik:
Contoh Soal 1
Sebuah bola basket dengan massa 0,5 kg melintasi jarak sejauh 2 m dalam 3 detik. Berapa daya yang dibutuhkan bola basket?
Pembahasan
Dalam fisika, daya (P) dapat dihitung menggunakan rumus:
P = W / t
Di mana:
- P adalah daya (W)
- W adalah energy (J)
- t adalah waktu (s)
Dalam kasus ini, kita harus mengetahui energi yang dibutuhkan bola basket untuk menjawabnya.
Gunakan rumus energi kinetik:
Ek = 1/2mv2
Di mana:
- Ek adalah energi kinetik (J)
- m adalah massa (kg)
- v adalah kecepatan (m/s)
Berapa kecepatan bola basket? Kita bisa mencarinya dengan rumus:
v = d / t
Di mana:
- v adalah kecepatan (m/s)
- d adalah jarak (m)
- t adalah waktu (s)
Berikut ini hasil perhitungan:
v = 2 / 3 = 0,67 m/s
Selanjutnya, hitung energi kinetik:
Ek = 1/2 × 0,5 × 0,672 = 0,11 J
Akhirnya, hitung daya yang dibutuhkan:
P = W / t = Ek / t = 0,11 / 3 = 0,037 W
Daya yang dibutuhkan bola basket adalah 0,037 W.
Contoh Soal 2
Sebuah lampu yang digunakan untuk penerangan rumah memiliki daya 60 W dan tegangan 220 V. Berapa besar hambatan yang dimiliki lampu?
Pembahasan
Dalam rangkaian listrik, hukum Ohm menyatakan bahwa:
V = IR
Di mana:
- I adalah arus listrik (A)
- V adalah tegangan (V)
- R adalah hambatan (ohm)
Dalam contoh ini, kita harus mencari nilai hambatan (R). Kita tahu daya (P) dan tegangan (V). Kita dapat mencari arus (I) dengan menggunakan rumus:
P = IV
Di mana:
- P adalah daya (W)
- I adalah arus listrik (A)
- V adalah tegangan (V)
Hasil perhitungan arus adalah:
I = P / V = 60 / 220 = 0,2727 A
Selanjutnya, cari hambatan (R) menggunakan rumus hukum Ohm:
R = V / I = 220 / 0,2727 = 805,6 ohm
Sehingga, hambatan yang dimiliki oleh lampu adalah 805,6 ohm.
Itulah beberapa contoh soal dan pembahasan tentang daya dukung tanah dan energi. Semoga dapat membantu meningkatkan pemahaman kita tentang topik-topik penting ini.
