Penerapan Ilmu Fisika Dalam Teknik Sipil.docx

PENERAPAN ILMU FISIKA DALAM DUNIA SIPIL

PENERAPAN ILMU FISIKA DI TEKNIKSIPIL DALAM MEKANIKA TANAH

DISUSUN OLEH :

KELOMPO V      

Maharani Febriana Sari Mafa Abdillah Naufal Muhammad Teguh Pambudi Ray Krisna Bayu Al Farid Andi Heriyanto Nurul Fadillah

/ C.131.18.0088 / C.131.18.0089 / C.131.18.0090 / C.131.18.0091 / C.131.18.0092 / C.131.18.0093

UNIVERSITAS SEMARANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL 2018/2019

KATA PENGANTAR Puji syukur kami ucapkan kepada Allah SWT, atas rahmat yang diberikannya sehingga tugas makalah yang berjudul “ Penerapan Ilmu Fisika di Teknik Sipil Dalam Mekanika Tanah” ini dapat selesai dengan tepat waktu. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas dari mata kuliah Fisika. Dalam kesempatan ini, kami menghaturkan ucapan terima kasih kepada pihak yang membantu menyumbangkan ide dan pikiran mereka demi terwujudnya makalah ini. Jika ada kesalahan dalam penulisan ataupun metode yang telah disajikan, maka kami selaku penulis meminta maaf sebersar – besarnya. Akhir kata penulis berharap agar makalah ini dapat berguna bagi teman-teman maupun pembaca lainnya.

DAFTAR ISI

BAB I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Teknik sipil merupakan salah satu cabang ilmu teknik yang mempelajari tentang bagaimana merancang, membangun, merenovasi tidak hanya gedung dan infrastruktur, tetapi juga mencakup lingkungan untuk kemaslahatan hidup manusia. Teknik sipil mempunyai ruang lingkup yang luas, di dalamnya pengetahuan matematika, fisika, kimia, biologi, geologi, lingkungan hingga komputer mempunyai peranannya masing-masing. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, salah satu ruang lingkup teknik sipil adalah pengetahuan tentang fisika (dibatasi pada konteks teknik sipil). Dengan demikian,dunia teknik sipi tak dapat dilepaspisahkan dari beberapa konsep fisika, yang pada dasarnya dapat dijadikan sebagai acuan analisis. Mekanika tanah pada dasarnya merupakan studi tentang tanah dan propertinya sehubungan dengan tujuan konstruksi. Mekanika tanah adalah disiplin teknik sipil yang memprediksi karakteristik kinerja tanah, dengan menggunakan teknik statika. teknik dinamika, mekanika fluida, dan teknologi lainnya. Mekanika tanah meliputi studi komposisi tanah, kekuatan, konsolidasi, dan penggunaan prinsip hidrolik, untuk menangani masalah yang menyangkut sedimendan endapan lainnya. Oleh karena itu Studi mekanika tanah sangat penting bagi insinyur sipil karena berdasarkan temuan studi mekanika tanah, struktur rekayasa dapat dirancang-bangun. Jenis konstruksi, jenis peralatan yang akan digunakan, jenis pondasi, bahan pendukung, dan banyak aspek pekerjaan konstruksi lainnya sangat dipengaruhi oleh hasil dari studi mekanika tanah. Pada dasarnya mekanika tanah mempelajari tentang proses pembentukan tanah, sifat fisik dan kimia tanah, kompresibilitas tanah, permeabilitas, konsolidasi, dan lain sebagainya.

B. RUMUSAN MASALAH Rumusan masalah yang akan dibahas dari makalah ini adalah : 1. Bagaimana pengertian dari ilmu fisika dan cabang ilmu teknik sipil ? 2. Apa saja kegunaan mekanika tanah didalam teknik sipil? 3. Bagaimana penjelasan mekanika dalam ilmu fisika?

C. TUJUAN PENULISAN Tujuan dari penulisan makalah ini adalah : 1. Mengetahui relevansi atau analogi ilmu fisika dan ilmu teknik sipil. 2. Mengetahui dan memahami cabang ilmu fisika yang digunakan dalam perencanaan dan pembangunan bendungan.

BAB I. PENDAHULUAN A. PENGERTIAN ILMU FISIKA DAN TEKNIK SIPIL. 1. Ilmu Fisika. Fisika adalah cabang ilmu pengetahuan alam (IPA) yang mempelajari gejala alam yang tidak hiddup atau materi dalam lingkungan hidup ruang dan waktu, serta semua interaksi yang menyertainya. Fisika sering disebut sebagai ilmu paling mendasar karena setiap ilmu alam lainnya yaitu biologi, kimia, geologi, dan lain-lain mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Fisiks jugs berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis. Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis. Matematika yang digunakan dalam ilmu fisika biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. ada wilayah luas penelitian yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika. Tujuan dari mempelajari gejala tersebut untuk memperoleh produk fisika yang bersifat khas dan dapat menjelaskan gejala alam tersebut. Produk fisika terdiri dari konsep, hukum, dan teori. Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi yang ada. Seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai hukum fisika. Contoh :konsep fisika, misalnya gaya, suhu, kecepatan, momentum, massa jenis, dan energi. Suatu hukum selalu melibatkan konsep-konsep yang saling berhubungan, contohnya hukum archimedes yang menyatakan perilaku benda jika berada dalam fluida selalu melibatkan konsep gaya , percepatan gravitasi, volume, dan massa jenis. 2. Teknik Sipil. Teknik sipil adalah salah satu cabang ilmu teknik yang mempelajari tentang bagaimana merancang, membangun, merenovasi tidak hanya gedung dan infrastruktur, tetapi juga mencakup lingkungan untuk kemaslahatan hidup manusia.

Teknik sipil mempunyai ruang lingkup yang luas, di dalamnya pengetahuan matematika, fisika, kimia, biologi, geologi, lingkungan hingga komp uter mempunyai peranannya masing-masing. Teknik sipil dikembangkan sejalan dengan tingkat kebutuhan manusia dan pergerakannya, hingga bisa dikatakan ilmu ini bisa mengubah sebuah hutan menjadi kota besar. Cabang – cabang dari ilmu sipil antara lain : 

Struktural: Cabang yang mempelajari masalah struktural dari materi yang digunakan untuk pembangunan. Sebuah bentuk bangunan mungkin dibuat dari beberapa pilihan jenis material seperti baja, beton, kayu, kaca atau bahan lainnya. Setiap bahan tersebut mempunyai karakteristik masingmasing. Ilmu bidang struktural mempelajari sifat-sifat material itu sehingga pada akhirnya dapat dipilih material mana yang cocok untuk jenis bangunan tersebut. Dalam bidang ini dipelajari lebih mendalam hal yang

berkaitan

dengan

perencanaan

struktur bangunan, jalan, jembatan, terowongan dari pembangunan pondasi hingga bangunan siap digunakan. 

Geoteknik: Cabang yang mempelajari struktur dan sifat berbagai macam tanah dan batuan dalam menopang suatu bangunan yang akan berdiri di atasnya. Cakupannya dapat berupa investigasi lapangan yang merupakan

penyelidikan

keadaan-keadaan

tanah

suatu

daerah,

penyelidikan laboratorium serta perencanaan konstruksi tanah dan batuan, seperti: timbunan (embankment), galian (excavation), terowongan tanah lunak (soft soil tunnel), terowongan batuan (rock/mountain tunnel), bendungan tanah/batuan (earth dam, rock fill dam), dan lain-lain. 

Manajemen Konstruksi: Cabang yang mempelajari masalah dalam proyek konstruksi yang berkaitan dengan ekonomi, penjadwalan pekerjaan, pengembalian modal, biaya proyek, semua hal yang berkaitan dengan hukum dan perizinan bangunan hingga pengorganisasian pekerjaan di lapangan sehingga diharapkan bangunan tersebut selesai tepat waktu.



Hidrologi: Cabang yang mempelajari air, distribusi, pengendalian dan permasalahannya. Mencakup bidang ini antara lain cabang ilmu hidrologi

air (berkenaan dengan cuaca, curah hujan, debit air sebuah sungai dsb), hidrolika (sifat material air, tekanan air, gaya dorong air dsb) dan bangunan air seperti pelabuhan, irigasi, waduk/bendungan(dam), kanal. 

Teknik

Lingkungan:

Cabang

yang

mempelajari

permasalahan-

permasalahan dan isu lingkungan. Mencakup bidang ini antara lain penyediaan sarana dan prasarana air besih, pengelolaan limbah dan air kotor, pencemaran sungai, polusi suara dan udara hingga teknik penyehatan. 

Transportasi: Cabang yang mempelajari mengenai sistem transportasi dalam perencanaan dan pelaksanaannya. Mencakup bidang ini antara lain konstruksi

dan

pengaturan jalan

raya,

konstruksi bandar

udara, terminal, stasiun dan manajemennya. 

Informatika Teknik Sipil: Cabang baru yang mempelajari penerapan Komputer untuk perhitungan/pemodelan sebuah sistem dalam proyek Pembangunan atau Penelitian. Mencakup bidang ini antara lain dicontohkan berupa pemodelan Struktur Bangunan (Struktural dari Materi atau CAD), pemodelan pergerakan air tanah atau limbah, pemodelan lingkungan dengan Teknologi GIS (Geographic information system). Keluasan cabang dari teknik sipil ini membuatnya sangat fleksibel di

dalam dunia kerja. Profesi yang didapat dari seorang ahli bidang ini antara lain: perancangan/pelaksana pembangunan/pemeliharaan prasarana jalan, jembatan, terowongan, gedung, bandar udara, lalu lintas (darat, laut, udara), sistem jaringan kanal, drainase, irigasi, perumahan, gedung, minimalisasi kerugian gempa, perlindungan lingkungan, penyediaan air bersih, survey lahan, konsep finansial dari proyek, manajemen projek dsb. Semua aspek kehidupan tercangkup dalam muatan ilmu teknik sipil. Perbedaan dari arsitek, terletak pada posisi ahli teknik sipil dalam sebuah proyek. Arsitek menyumbangkan rancangan, ide, kemungkinan pelaksanaan pembangunan di atas kertas. Hasil rancangan tersebut diserahkan selanjutnya kepada staf ahli bidang teknik sipil untuk pelaksanaan pembangunan. Tahapan ini, ahli teknik sipil melakukan perbaikan/saran dari pelaksanaan perencanaan, koordinasi dalam proyek, mengamati jalannya proyek agar sesuai dengan

perencanaan. Selain itu, ahli teknik sipil juga membangun konsep finansial dan manajemen proyek atas hal-hal yang memengaruhi jalannya proyek. Ahli teknik sipil tidak hanya berurusan dengan pembangunan sebuah proyek bangunan, tetapi di bidang lain seperti yang berkaitan dengan informatika, memungkinkan untuk memodelisasi sebuah bentuk dengan bantuan program CAD, pemodelan kerusakan akibat gempa, banjir. Hal ini sangat penting di negara maju sebagai tolak ukur kelayakan pembangunan sebuah bangunan vital yang mempunyai risiko dapat menelan korban banyak manusia seperti reaktor nuklir atau bendungan, jika terjadi kegagalan perencanaan teknis. Rancangan bangunan tersebut biasanya dimodelkan dalam komputer dengan diberikan faktor-faktor ancaman bangunan tersebut seperti gempa dan keruntuhan struktur material. Peran ahli teknik sipil juga masih berlaku walaupun fase pembangunan sebuah gedung telah selesai, seperti terletak pada pemeliharaan fasilitas gedung tersebut.

B. MEKANIKA DALAM ILMU FISIKA

C. FUNGSI MEKANIKA TANAH Di kalangan Insinyur Sipil, materi kerak bumi dibedakan atas dua jenis, yakni “tanah” dan “batuan”. Tanah adalah kumpulan butiran mineral alami (ageregat) yang bisa dipisahkan oleh suatu cara mekanis bila agregat tersebut diaduk dalam air. Sedangkan

batuan adalah agregat yang mineralnya satu sama lain diikat oleh gaya-gaya kohesif yang permanen dan kuat, dan tidak bisa dipisah kan dengan cara mekanis sederhana. Akan tetapi di kalangan Insinyur Geologi istilah “batuan” dimaksudkan untuk semua materi penyusun kerak bumi tanpa mempersoalkan derajat keterikatan partikel-partikel mineralnya (batu, tanah, air dan gas). Dan yang dimaksudkan oleh para ahli geologi sebagai “tanah” hanyalah bagian kerak bumi yang menopang tumbuhan. Sedangkan menurut ahli pertanian bahwa yang dimaksud dengan tanah adalah medium alam tempat tumbuhnya tanaman yang tersusun dari bahan-bahan padat, gas, dancair.

Mekanika tanah pada dasarnya merupakan studi tentang tanah dan propertinya sehubungan dengan tujuan konstruksi. Mekanika tanah adalah disiplin teknik sipil yang memprediksi karakteristik kinerja tanah, dengan menggunakan teknik statika, teknik dinamika, mekanika fluida, dan teknologi lainnya. Mekanika tanah meliputi studi komposisi tanah, kekuatan, konsolidasi, dan penggunaan prinsip hidrolik, untuk menangani masalah yang menyangkut sedimendan endapan lainnya. Mekanika tanah adalah salah satu ilmu utama untuk menyelesaikan masalah yang juga berkaitan dengan geologiteknik. Studi mekanika tanah sangat penting bagi insinyur sipil karena berdasarkan temuan studi mekanika tanah, struktur rekayasa dapat dirancang-bangun. Jenis konstruksi, jenis peralatan yang akan digunakan, jenis pondasi, bahan pendukung, dan banyak aspek pekerjaan konstruksi lainnya sangat dipengaruhi oleh hasil dari studi mekanika tanah. Pada dasarnya mekanika tanah mempelajari tentang proses pembentukan tanah, sifat fisik dan kimia tanah, kompresibilitas tanah, permeabilitas, konsolidasi, dan lain sebagainya. Adapun contoh kegunaan mekanika tanah di dunia sipil antara lain :  Pada pembuatan rumah dan gedung, untuk memperkirakan jenis dan ukuran pondasi yang harus digunakan ; Memeriksa keamanan dan stabilitas dari gedung terutama pondasinya  Pada pertambangan : misalnya pada pertambangan tipe open pit, maka keamanan dari lereng pada tambang tersebut harus diperhitungkan dengan baik agar tidak sampai terjadi longsoran, untuk melakukan ini perlu diketahui sifat (properties) tanah agar dapat diperkirakan kemanan dari galian tersebut

 Berkaitan dengan Bendungan : dengan mengetahui sifat dari tanah di sekitar bendungan, dapat diperkirakan aliran air yang terjadi melalui bawah bendungan (apabila tanah di bawah bendungan terbawa oleh aliran rembesan, tentu akan berbahaya bagi kestabilan bendungan), sifat tanah juga dapat digunakan untuk membantu menghitung factor keamanan dari bendungan tersebut  Berkaitan dengan galian (basement) : Mirip dengan tambang, dapat digunakan untuk memperkirakan kestabilan galian dan cara yang harus digunakan untuk menstabilkan nya.  Berkaitan dengan gempa : Gempa, seperti kita tahu, berasal dari kedalman tanah tertentu, tentunya getaran awal dari gempa dirambatkan melalui lapisan-lapisan tanah terlebih dahulu sebelum mencapai bangunan, dengan mengetahu sifat tanah, dapat diperkirakan besar rambatan gelombang yang mencapai permukaan tanah (tempat bangunan berada)

D. ILMU FISIKA DALAM MEKANIKA TANAH

https://www.artikelbelajar.com/hakikat-fisika-dan-prosedur-ilmiahpengertiankeselamatan-kerja-di-laboratorium-peran-fisika-dalam-kehidupan/