Apa itu Beban Statis?

Beban statis adalah gaya mekanis yang diterapkan secara perlahan pada rakitan atau objek. Ini dapat dikontraskan dengan beban dinamis, yang merupakan gaya yang diterapkan dengan cepat. Pengujian beban statis berguna dalam menentukan beban maksimum yang diijinkan pada struktur teknik, seperti jembatan, dan juga dapat berguna dalam menemukan sifat mekanik material.

Gaya ini sering diterapkan pada struktur teknik yang menjadi sandaran keselamatan manusia karena para insinyur perlu mengetahui gaya maksimum yang dapat ditopang oleh suatu struktur sebelum runtuh. Setiap gaya yang diterapkan dengan mantap tanpa menggerakkan suatu benda dianggap sebagai beban statis, dan pengetahuan tentang seberapa banyak beban yang dapat ditangani oleh suatu struktur berguna untuk menetapkan batas keamanan untuk struktur tersebut. Membatasi pembebanan hingga setengah dari maksimum struktur akan memberikan faktor keamanan dua.

Lift adalah contoh di mana pembebanan statis terjadi. Ketika sepuluh orang berdiri di dalam lift menunggu pintu ditutup, mereka memberikan beban statis di atasnya karena orang-orang dan lift tidak bergerak relatif satu sama lain. Tegangan di dalam lift memiliki waktu untuk mencapai keseimbangan dalam kondisi seperti itu. Lift harus diuji untuk menetapkan batas berat maksimum dengan margin keselamatan yang dapat diterima.

Beban dinamis, di sisi lain, terjadi ketika kondisi pembebanan berubah seiring waktu. Ketika orang bergerak di dalam lift, mereka menciptakan beban dinamis, dan tekanan pada suatu titik di lift dapat sangat bervariasi.

Bahan itu sendiri dapat diuji untuk menemukan sifat dasarnya. Semua bahan memiliki batas intrinsik pada seberapa besar tegangan atau tegangan tekan yang dapat ditoleransi sebelum luluh atau deformasi permanen. Tegangan adalah ukuran gaya per satuan luas dalam penampang material, dan ketika gaya per satuan luas menjadi terlalu besar, retakan mikroskopis berkembang. Jika gaya terus meningkat, material dapat pecah sama sekali.

Uji tarik dapat digunakan untuk menentukan kekuatan tarik suatu bahan. Benda menjadi tegang ketika gaya luar diterapkan di sepanjang sumbu yang sama. Jika gaya diterapkan secara vertikal, benda akan cenderung menjadi sedikit lebih tinggi tetapi lebih tipis. Deformasi ini bersifat sementara dan akan hilang setelah gaya mereda. Namun, ketika tegangan melampaui titik luluh, dimensi material akan dimodifikasi secara permanen.

Sampel yang dikenai uji tarik biasanya dapat menahan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan luluhnya tanpa putus. Namun pada titik tertentu, sampel akan pecah menjadi dua bagian karena retakan mikroskopis yang dihasilkan dari pelelehan akan bertambah. Tegangan pada titik putus total disebut kekuatan tarik ultimat material.