Latihan ujian FE Civil: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 30 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Reaksi tumpuan balok

Kesetimbangan
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Beban merata
resultan w·L di tengah beban
Momen
M = F·d

Metode

  1. Gambar diagram benda bebas dan ganti setiap tumpuan dengan reaksinya.
  2. Ganti setiap beban terbagi dengan satu gaya di titik beratnya.
  3. Ambil momen terhadap satu tumpuan untuk mencari reaksi di tumpuan lainnya.
  4. Gunakan ΣFy = 0 untuk mencari reaksi yang tersisa, dan periksa dengan persamaan momen kedua.

Rangka batang: metode titik buhul

Metode titik simpul
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Metode potongan
ΣM = 0 about a cut point
Gaya batang
positif = tarik, negatif = tekan

Metode

  1. Cari reaksi tumpuan untuk seluruh rangka batang.
  2. Metode titik simpul: mulai dari simpul dengan paling banyak dua gaya batang yang tidak diketahui dan gunakan ΣFx = 0 dan ΣFy = 0.
  3. Metode potongan: potong melalui batang yang Anda perlukan dan ambil momen terhadap titik pertemuan batang-batang lain yang tidak diketahui.
  4. Asumsikan tarik; jawaban negatif berarti tekan.

Gaya geser & momen lentur

Gaya geser dan momen
V = ΣF pada satu sisi, M = ΣF·d pada satu sisi
Tegangan lentur
σ = M·y/I
Persegi panjang
I = bh³/12
Modulus penampang
W = I/ymax
Tumpuan sederhana, beban merata
Mmax = wL²/8

Metode

  1. Cari reaksi tumpuan dari kesetimbangan seluruh balok.
  2. Potong balok di penampang yang Anda perlukan dan ambil satu sisi.
  3. Gaya geser: jumlah gaya vertikal pada sisi tersebut. Momen lentur: jumlah momennya terhadap potongan.
  4. Untuk momen maksimum, cari letak gaya geser sama dengan nol.

Lendutan balok

Beban terpusat di tengah bentang
δ = PL³/(48EI)
Beban merata, tumpuan sederhana
δ = 5wL⁴/(384EI)
Kantilever, beban di ujung
δ = PL³/(3EI)
Kantilever, beban merata
δ = wL⁴/(8EI)
Superposisi
δ = δ1 + δ2

Tekuk kolom

Beban Euler
Pcr = π²EI/(KL)²
Faktor panjang efektif
K = 1 sendi–sendi, 0,5 jepit–jepit, 0,7 jepit–sendi, 2 jepit–bebas
Tegangan kritis
σcr = Pcr/A
Kelangsingan
λ = KL/r, r = √(I/A)

Titik berat & momen inersia

Titik berat
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Persegi panjang
I = bh³/12
Teorema sumbu sejajar
I = Ic + A·d²
Penampang komposit
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Tegangan efektif tanah

Tegangan total
σ = Σγi·hi
Tekanan air pori
u = γw·(z − zw)
Tegangan efektif
σ′ = σ − u
Air
γw = 9,81 kN/m³

Penurunan konsolidasi

Terkonsolidasi normal
S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Tegangan akhir
σ′f = σ′0 + Δσ (at mid-depth of the layer)
Terkonsolidasi berlebih, σ′f ≤ σ′p
S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Terkonsolidasi berlebih, σ′f > σ′p
S = H/(1 + e0)·[Cr·log₁₀(σ′p/σ′0) + Cc·log₁₀(σ′f/σ′p)]
Rasio konsolidasi berlebih
OCR = σ′p/σ′0
Waktu konsolidasi
t = Tv·Hdr²/cv
Lintasan drainase
Hdr = H/2 (drainase ganda), H (drainase tunggal)
Faktor waktu
U 50% → 0,197, 60% → 0,287, 70% → 0,403, 80% → 0,567, 90% → 0,848

Gaya hidrostatis

Tekanan pada kedalaman
p = ρgh
Gaya pada dinding vertikal
F = ρg·hc·A
Pusat tekanan
yp = yc + Ic/(ycA)
Persegi panjang
Ic = bH³/12

Gesekan pipa & kehilangan head

Bilangan Reynolds
Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
Rezim aliran
laminar di bawah Re ≈ 2000, turbulen di atas Re ≈ 4000
Kecepatan rata-rata
V = Q/A, A = π·D²/4
Darcy–Weisbach
hf = f·(L/D)·V²/(2g)
Kerugian minor
hm = ΣK·V²/(2g)
Nilai K tipikal
masuk 0,5, keluar 1,0, belokan 90° ≈ 0,3
Penurunan tekanan
Δp = ρ·g·hf
Dua reservoir terbuka
Δz = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)
Keluaran bebas
H = (1 + f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Aliran saluran terbuka (Manning)

Persamaan Manning
V = (1/n)·R2/3·S1/2
Debit
Q = A·V
Jari-jari hidrolik
R = A/P (P = wetted perimeter, free surface excluded)
Persegi panjang
A = b·y, P = b + 2y
Trapesium (kemiringan sisi z:1)
A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)
Pipa bulat, penuh atau setengah penuh
R = D/4
Kemiringan yang diperlukan
S = (n·Q/(A·R2/3))²

Pompa & daya pompa

Daya hidrolik
Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp
Daya poros
Pshaft = Ph/ηpump
Daya listrik
Pel = Pshaft/ηmotor
Head pompa
H = Δz + Δp/(ρ·g) + hL
Kerugian sistem
hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Nilai waktu uang

Nilai masa depan
FV = PV·(1 + i)n
Nilai sekarang
PV = FV/(1 + i)n
Beberapa periode per tahun
i = r/m, N = m·n
Anuitas, nilai sekarang
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Anuitas, nilai masa depan
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Metode

  1. Gambar garis waktu dengan setiap arus kas dan waktunya.
  2. Sesuaikan suku bunga dengan periodenya: suku bunga bulanan untuk pembayaran bulanan.
  3. Gunakan FV = PV·(1 + i)ⁿ untuk jumlah tunggal dan rumus anuitas untuk pembayaran yang sama besar.
  4. Periksa tanda dan orde besaran jawabannya.

NPV & IRR

Nilai sekarang bersih
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Arus kas yang sama
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Tingkat pengembalian internal
nilai r saat NPV = 0
Keputusan
terima jika NPV > 0 (atau IRR > tingkat pengembalian yang disyaratkan)

Metode

  1. Daftarkan semua arus kas beserta tahunnya; investasi pada tahun 0 bernilai negatif.
  2. Diskontokan setiap arus kas: CFt/(1 + r)t.
  3. Jumlahkan semuanya untuk mendapatkan NPV. Positif berarti proyek menghasilkan lebih dari r.
  4. Untuk IRR, cari suku bunga yang membuat NPV nol dengan coba-coba atau interpolasi.

Distribusi normal

Skor z
z = (x − μ)/σ
Di bawah x
P(X < x) = Φ(z)
Di atas x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Di antara
Φ(z2) − Φ(z1)
Persentil
x = μ + z·σ

Metode

  1. Ubah nilainya menjadi skor z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
  3. Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk suatu selang kurangkan kedua luas kiri.
  4. Untuk persentil, kerjakan mundur: cari z untuk luasnya, lalu x = μ + z·σ.

2Soal latihan

1.Reaksi tumpuan balokSedang
w = 8 kN/mP = 10 kNABRA​ = ?3 m2 m3 m

Balok kantilever dijepit ke dinding di A. Balok menahan beban merata w dari dinding sampai 5 m dan beban terpusat P pada 3 m dari dinding. Cari reaksi vertikal RA di dinding.

L = 8 mP = 10 kN di 3 mw = 8 kN/m dari 0 sampai 5 m
RA = kN
2.Reaksi tumpuan balokSulit
w = 3 kN/mP = 50 kNABCRA​ = ?2,5 m1 m1,5 m

Balok memiliki tumpuan sendi di A dan rol di B, 3,5 m dari A, dan menjorok (overstek) melewati B hingga ujung bebas C. Balok menahan beban terpusat P pada 2,5 m dari A dan beban merata w dari 3,5 m sampai ujung bebas di 5 m. Cari reaksi vertikal RA, dengan arah ke atas positif.

AB = 3,5 mAC = 5 mP = 50 kN di 2,5 mw = 3 kN/m dari 3,5 sampai 5 m
RA = kN
3.Rangka batang: metode titik buhulSedang
ABBCACACB15 kN6 m1 m3 m

Gunakan metode titik buhul untuk mencari gaya FAB pada batang AB. Nyatakan tarik positif dan tekan negatif.

bentang = 6 mtinggi = 3 mB berjarak 1 m dari Abeban vertikal = 15 kN
FAB = kN
4.Rangka batang: metode titik buhulSulit
ABBCACACB55 kN10 kN6 m5 m4 m

Gunakan metode titik buhul untuk mencari gaya FAB pada batang AB. Nyatakan tarik positif dan tekan negatif.

bentang = 6 mtinggi = 4 mB berjarak 5 m dari Abeban vertikal = 55 kNbeban horizontal = 10 kN ←
FAB = kN
5.Gaya geser & momen lenturSedang
P1​ = 35 kNP2​ = 70 kNAB4 m5 m1 m

Balok sederhana menahan dua beban terpusat. Cari momen lentur maksimum Mmax pada balok.

L = 10 mP1 = 35 kN di 4 mP2 = 70 kN di 9 m
Mmax = kN·m
6.Gaya geser & momen lenturSulit
w = 12 kN/mABC5 m2 m

Balok bertumpu pada sendi di A dan rol di B, dan menjorok (overstek) sejauh 2 m melewati B hingga ujung bebas C. Beban merata w bekerja di sepanjang A–C. Cari jarak xc dari A ke titik balik lentur di antara tumpuan (tempat momen lentur berganti tanda).

L = 7 mw = 12 kN/m dari 0 sampai 7 mtumpuan di x = 0 dan x = 5 m
xc = m
7.Lendutan balokSedang
w = 15 kN/mδL = 3 m

Balok sederhana menahan beban merata w di seluruh bentang. Cari lendutan maksimum δmax di tengah bentang.

w = 15 kN/mL = 3 mE = 70 GPa (aluminium)I = 23 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
8.Lendutan balokSulit
w = 1,5 kN/mABδ5 m

Balok kayu sederhana berpenampang persegi panjang selebar 75 mm menahan beban merata w di seluruh bentang. Lendutan tengah bentangnya tidak boleh melebihi bentang/300. Cari tinggi terkecil hreq penampang.

w = 1,5 kN/mL = 5 mE = 11 GPa (kayu struktural)b = 75 mm
hreq = mm
9.Tekuk kolomSedang
PL = 2 md = 40 mmpenampang

Kolom sepanjang L dari aluminium dengan tumpuan jepit di bawah dan bebas di atas. Dengan rumus Euler, cari beban tekuk kritisnya Pcr.

L = 2 mE = 70 GPa (aluminium)d = 40 mm
Pcr = kN
10.Tekuk kolomSulit
PL = 1 md = 60 mmpenampang

Kolom sepanjang L dari baja dengan tumpuan jepit di bawah dan bebas di atas. Cari kelangsingannya dan tegangan tekuk kritis σcr dari rumus Euler.

L = 1 mE = 200 GPa (baja)d = 60 mm
σcr = MPa
11.Titik berat & momen inersiaSedang
3003016020xdimensi dalam mm

Cari momen inersia Ix penampang T terhadap sumbu horizontal x yang melalui titik beratnya.

bf = 300 mmtf = 30 mmtw = 20 mmhw = 160 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersiaSulit
120 mm300 mm195 mm80 × 50xIx​ = ?

Sebuah pelat 120 mm × 300 mm memiliki potongan persegi panjang selebar 80 mm dan setinggi 50 mm, di tengah garis tengah vertikal dengan pusat 195 mm di atas dasar. Cari momen inersia luas Ix terhadap sumbu horizontal melalui titik berat.

b = 120 mmh = 300 mmpotongan: 80 × 50 mmpusat lubang: y = 195 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Tegangan efektif tanahSedang
pasirγd​ = 15 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³8 mmuka air tanahXz = 8 m

Untuk profil tanah yang ditunjukkan, cari tegangan vertikal total σ di titik X.

z = 8 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 15 kN/m³pasir: γsat = 20 kN/m³
σ = kPa
14.Tegangan efektif tanahSulit
pasirγd​ = 16,5 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³5 mlempungγsat​ = 17 kN/m³6 mmuka air tanahXz = 8 m

Untuk profil tanah yang ditunjukkan, cari tegangan efektif vertikal σ′ di titik X.

z = 8 mzw = 3 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 16,5 kN/m³pasir: γsat = 20,5 kN/m³lempung: γsat = 17 kN/m³
σ′ = kPa
15.Penurunan konsolidasiSedang
Δσ = 160 kPapasirlempungCc​ = 0,25, Cr​ = 0,04e0​ = 0,9σ′0​ = 110 kPaOCR = 1,57,5 mmuka air tanah

Lapisan lempung terkonsolidasi berlebih setebal 7,5 m memiliki Cc = 0,25, Cr = 0,04, dan e₀ = 0,9. Di tengah kedalamannya tegangan vertikal efektifnya 110 kPa dan rasio konsolidasi berlebihnya OCR = 1,5. Sebuah bangunan baru menambah tegangan vertikal 160 kPa di tengah kedalaman. Cari penurunan konsolidasi primer S dalam mm.

H = 7,5 mCc = 0,25Cr = 0,04e0 = 0,9σ′0 = 110 kPaOCR = 1,5Δσ = 160 kPa
S = mm
16.Penurunan konsolidasiSulit
pasirlempungH = 3,5 m3,5 mbatuan kedap airmuka air tanah

Dalam uji oedometer di laboratorium, benda uji lempung setebal 19 mm, berdrainase di atas dan di bawah, mencapai konsolidasi 50% dalam 12 menit. Di lapangan, lempung yang sama membentuk lapisan setebal 3,5 m. Lapisan berada di atas batuan kedap air, dengan pasir di atasnya, sehingga air hanya terdrainase keluar di atas. Berapa hari t yang diperlukan lapisan di lapangan untuk mencapai konsolidasi 50%?

hlab = 19 mmtlab = 12 minH = 3,5 mlapangan: drainase tunggal
t = hari
17.Gaya hidrostatisSedang
pintu aird = 1,5 mH = 1 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1 m berada di dinding tangki berisi air, dengan tepi atasnya 1,5 m di bawah permukaan. Cari gaya hidrostatis resultan F pada pintu air.

d = 1,5 mH = 1 mb = 1 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Gaya hidrostatisSulit
pintu aird = 3 mH = 1,5 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1 m berada di dinding tangki berisi air laut, dengan tepi atasnya 3 m di bawah permukaan. Cari kedalaman ycp pusat tekanan di bawah permukaan.

d = 3 mH = 1,5 mb = 1 mρ = 1025 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Gesekan pipa & kehilangan headSedang
V = 3 m/sD = 50 mmL = 100 mf = 0,028

Air (ρ = 1000 kg/m³) mengalir dengan kecepatan 3 m/s melalui pipa horizontal sepanjang 100 m dengan diameter dalam 50 mm. Gunakan faktor gesekan Darcy f = 0,028 dan g = 9,81 m/s². Cari penurunan tekanan Δp sepanjang pipa dalam kPa.

V = 3 m/sL = 100 mD = 50 mmf = 0,028ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
20.Gesekan pipa & kehilangan headSulit
K = 5Δz = ?L = 150 m, D = 150 mm, f = 0,0254× belokan (K = 0,3)

Dua reservoir terbuka dihubungkan oleh pipa sepanjang 150 m dengan diameter dalam 150 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,025. Kerugian minornya adalah lubang masuk bersudut tajam (K = 0,5), 4 belokan (masing-masing K = 0,3), sebuah katup (K = 5), dan lubang keluar ke reservoir bawah (K = 1,0). Gunakan g = 9,81 m/s². Berapa selisih muka air Δz antara kedua reservoir yang menghasilkan debit 25 L/s?

Q = 25 L/sL = 150 mD = 150 mmf = 0,025Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×4)Kvalve = 5Kexit = 1,0
Δz = m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sedang
b = 2 my = 1,4 mn = 0,015, S = 0,001

Sebuah saluran persegi panjang pasangan bata selebar 2 m. Air mengalir seragam sedalam 1,4 m. n Manning = 0,015 dan kemiringan dasarnya S = 0,001. Cari debit Q dalam m³/s.

b = 2 my = 1,4 mn = 0,015S = 0,001
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sulit
b = 5,5 my = 0,5 mn = 0,03, Q = 2,8 m³/s

Sebuah saluran persegi panjang tanah berlapis rumput selebar 5,5 m harus mengalirkan 2,8 m³/s dalam aliran seragam pada kedalaman 0,5 m. n Manning = 0,03. Cari kemiringan dasar yang diperlukan S (dalam m/m).

Q = 2,8 m³/sb = 5,5 my = 0,5 mn = 0,03
S = m/m
23.Pompa & daya pompaSedang
PQ = 20 L/sH = 76 m

Sebuah pompa dengan efisiensi 80% mengalirkan 20 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) melawan head 76 m. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari daya poros Pshaft yang diperlukan, dalam kW.

Q = 20 L/sH = 76 mη = 80%g = 9,81 m/s²
Pshaft = kW
24.Pompa & daya pompaSulit
250 kPa (gauge)PQ = 60 L/sΔz = 12 mL = 300 m, D = 200 mm, f = 0,022, ΣK = 6

Sebuah pompa memindahkan 60 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) dari reservoir bawah yang terbuka ke tangki atas yang permukaan airnya 12 m lebih tinggi. Pipa sepanjang 300 m dengan diameter dalam 200 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,022; koefisien kerugian minornya berjumlah ΣK = 6 (termasuk lubang masuk dan keluar). Gunakan g = 9,81 m/s². Tangki atas tertutup dan udara di atas airnya bertekanan gauge 250 kPa. Cari head H yang harus ditambahkan pompa.

Q = 60 L/sΔz = 12 mL = 300 mD = 200 mmf = 0,022ΣK = 6ptank = 250 kPa
H = m
25.Nilai waktu uangSedang
tahun0123…10€1 000FV = ?

Anda menginvestasikan €1 000 dengan suku bunga nominal 6% per tahun, dimajemukkan bulanan. Tentukan nilai FV investasi setelah 10 tahun.

PV = €1 0006% / 12n = 10
FV = €
26.Nilai waktu uangSulit
bulan0123…180A?AA€25 000

Anda ingin memiliki €25 000 dalam 15 tahun. Anda menabung jumlah yang sama di akhir setiap bulan di rekening yang memberi bunga 3,6% per tahun, dimajemukkan bulanan. Tentukan setoran bulanan A.

FV = €25 0003,6% / 12N = 180
A = €
27.NPV & IRRSedang
tahun012345−30 00010 5008 00012 5009 50011 500

Sebuah proyek berbiaya €30 000 hari ini dan menghasilkan €10 500, €8 000, €12 500, €9 500, €11 500 di akhir tahun 1 sampai 5. Biaya modalnya 10%. Anggap arus kas masuk merata sepanjang setiap tahun. Tentukan periode pengembalian terdiskonto DPB dalam tahun.

r = 10%CF0 = −30 000CF1 = 10 500CF2 = 8 000CF3 = 12 500CF4 = 9 500CF5 = 11 500
DPB = tahun
28.NPV & IRRSulit
tahun0123−50 00023 00025 50032 000

Sebuah proyek berbiaya €50 000 dan menghasilkan €23 000, €25 500, €32 000 di akhir tahun 1 sampai 3. Tentukan tingkat pengembalian internalnya IRR dalam persen.

CF0 = −50 000CF1 = 23 000CF2 = 25 500CF3 = 32 000
IRR = %
29.Distribusi normalSedang
30,544,3P = ?

Data waktu pengiriman berdistribusi normal dengan rata-rata 32 min dan simpangan baku 6 min. Berapa proporsi yang berada di antara 30,5 dan 44,3 min? Nyatakan P dalam bentuk desimal.

μ = 32σ = 6x1 = 30,5x2 = 44,3
P =
30.Distribusi normalSulit
0,04 mm0D − d?

Diameter lubang D normal dengan rata-rata 25,04 mm dan simpangan baku 0,02 mm. Diameter poros d saling bebas dan normal dengan rata-rata 25 mm dan simpangan baku 0,015 mm. Sebuah poros yang dipilih acak pas bila D − d > 0. Cari peluang P bahwa poros itu pas. Bulatkan z ke dua desimal.

lubang: μ = 25,04 mm, σ = 0,02 mmporos: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =

3Larutan

1.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RA = 50 kN

Kesetimbangan kantilever: tumpuan jepit dapat mendorong ke atas sekaligus menahan rotasi, jadi memberi reaksi vertikal RA dan momen reaksi MA. ΣFy = 0 memberi RA, dan momen terhadap dinding memberi MA = Σ(beban × jarak dari dinding). Beban merata bekerja sebagai resultannya di titik berat diagram beban.

Resultan beban merata

W = 8·5 = 40 kN, x̄ = 2,5 m

Kesetimbangan vertikal

RA = P + W = 10 + 40 = 50 kN

Jawaban

RA = 50 kN
2.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RA = 13,32 kN

Kesetimbangan statis: benda yang diam memenuhi ΣFx = 0, ΣFy = 0, dan ΣM = 0 terhadap titik mana pun. Ganti setiap beban merata dengan resultannya (luasnya) yang bekerja di titik berat diagram beban, dan ambil momen terhadap satu tumpuan untuk menghilangkan reaksi tumpuan itu dari persamaan.

Resultan beban merata

W = 3·1,5 = 4,5 kN, x̄ = (3,5 + 5)/2 = 4,25 m

Kesetimbangan

Momen terhadap A, positif berlawanan arah jarum jam. Lalu kesetimbangan gaya vertikal.

ΣMA = 0: RB·3,5 = 50·2,5 + 4,5·4,25
RB = 144,1/3,5 = 41,18 kN
RA = 54,5 − 41,18 = 13,32 kN

Jawaban

RA = 13,32 kN
3.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: FAB = −13,18 kN

Metode titik buhul: setiap titik buhul rangka berada dalam kesetimbangan, jadi ΣFx = 0 dan ΣFy = 0 di setiap titik buhul. Mulai dari titik buhul dengan paling banyak dua gaya batang tak diketahui. Hasil negatif berarti batang mengalami tekan.

ABBCACACB15 kNAy​Cy​

Reaksi tumpuan

Kesetimbangan seluruh rangka. Momen terhadap A, positif berlawanan arah jarum jam.

ΣMA = 0: Cy·6 = 15·1 → Cy = 2,5 kN
ΣFy = 0: Ay = 15 − 2,5 = 12,5 kN

Titik buhul A

Anggap setiap batang mengalami tarik (menarik menjauhi titik buhul). Hanya AB yang punya komponen vertikal di A.

sin α = 3/3,162 = 0,9487
ΣFy = 0: Ay + FAB·sin α = 0
FAB = −12,5/0,9487 = −13,18 kN

Jawaban

FAB = −13,18 kN (tekan)
4.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: FAB = −25,35 kN

Metode titik buhul: setiap titik buhul rangka berada dalam kesetimbangan, jadi ΣFx = 0 dan ΣFy = 0 di setiap titik buhul. Mulai dari titik buhul dengan paling banyak dua gaya batang tak diketahui. Hasil negatif berarti batang mengalami tekan.

ABBCACACB55 kN10 kNAy​Cy​Ax​

Reaksi tumpuan

Kesetimbangan seluruh rangka. Momen terhadap A, positif berlawanan arah jarum jam.

ΣMA = 0: Cy·6 = 55·5 − 10·4 → Cy = 39,17 kN
ΣFy = 0: Ay = 55 − 39,17 = 15,83 kN
ΣFx = 0: Ax = 10 kN

Titik buhul A

Anggap setiap batang mengalami tarik (menarik menjauhi titik buhul). Hanya AB yang punya komponen vertikal di A.

sin α = 4/6,403 = 0,6247
ΣFy = 0: Ay + FAB·sin α = 0
FAB = −15,83/0,6247 = −25,35 kN

Jawaban

FAB = −25,35 kN (tekan)
5.Gaya geser & momen lentur

Jawaban: Mmax = 112 kN·m

Metode potongan: potong balok di tempat gaya dalam yang ingin dicari dan ambil satu sisi. Gaya geser V mengimbangi gaya vertikal di sisi itu, dan momen lentur M mengimbangi momennya terhadap potongan. Momen maksimum: karena dM/dx = V, momen lentur mencapai puncaknya di tempat gaya geser melewati nol, baik di beban terpusat maupun di dalam beban merata.

Reaksi tumpuan

Kesetimbangan seluruh balok.

ΣMA = 0: RB·10 = 35·4 + 70·9
RB = 770/10 = 77 kN
ΣFy = 0: RA = 105 − 77 = 28 kN

Momen di bawah tiap beban

Ambil bagian di kiri tiap beban.

di bawah P1: M = RA·4 = 28·4 = 112 kN·m
di bawah P2: M = RB·1 = 77·1 = 77 kN·m

Nilai terbesar

Mmax = 112 kN·m (di bawah P1)

Jawaban

Mmax = 112 kN·m
6.Gaya geser & momen lentur

Jawaban: xc = 4,2 m

Metode potongan: potong balok di tempat gaya dalam yang ingin dicari dan ambil satu sisi. Gaya geser V mengimbangi gaya vertikal di sisi itu, dan momen lentur M mengimbangi momennya terhadap potongan. Momen maksimum: karena dM/dx = V, momen lentur mencapai puncaknya di tempat gaya geser melewati nol, baik di beban terpusat maupun di dalam beban merata.

Reaksi tumpuan

Kesetimbangan seluruh balok, termasuk beban pada overstek.

Resultan beban merata: W = w·ℓ = 12·7 = 84 kN, bekerja di x̄ = 3,5 m
ΣMA = 0: RB·5 = 12·7·3,5
RB = 294/5 = 58,8 kN
ΣFy = 0: RA = 84 − 58,8 = 25,2 kN

Momen nol

Di antara tumpuan, M(x) = RA·x − w·x²/2. Selain di x = 0, momen bernilai nol di x = 2RA/w.

RA·xc − w·xc²/2 = 0
xc = 2·25,2/12 = 4,2 m

Jawaban

xc = 4,2 m
7.Lendutan balok

Jawaban: δmax = 9,826 mm

Lendutan balok: lendutan diperoleh dengan mengintegrasikan kelengkungan M/(EI) dua kali. Kasus standar tersedia dalam tabel, misalnya PL³/(3EI) untuk kantilever dengan beban ujung dan 5wL⁴/(384EI) untuk balok sederhana dengan beban merata penuh. Lendutan akibat beban terpisah dijumlahkan (superposisi).

Satuan konsisten

Hitung dalam N dan mm: P dalam N, w dalam N/mm (kN/m = N/mm), L dalam mm, E dalam N/mm² (GPa × 1000), I dalam mm⁴.

w = 15 N/mm, L = 3000 mm
EI = 1,61 × 10¹² N·mm²

Lendutan

δmax = 5wL⁴/(384EI) = 5·15·3000⁴/(384·1,61 × 10¹²) = 9,826 mm

Jawaban

δmax = 9,826 mm
8.Lendutan balok

Jawaban: hreq = 220 mm

Lendutan balok: lendutan diperoleh dengan mengintegrasikan kelengkungan M/(EI) dua kali. Kasus standar tersedia dalam tabel, misalnya PL³/(3EI) untuk kantilever dengan beban ujung dan 5wL⁴/(384EI) untuk balok sederhana dengan beban merata penuh. Lendutan akibat beban terpisah dijumlahkan (superposisi).

Satuan konsisten

Hitung dalam N dan mm: P dalam N, w dalam N/mm (kN/m = N/mm), L dalam mm, E dalam N/mm² (GPa × 1000), I dalam mm⁴.

w = 1,5 N/mm, L = 5000 mm, E = 11000 N/mm²

Batas lendutan

δallow = L/300 = 5000/300 = 16,67 mm

Momen inersia yang diperlukan

Ireq = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·1,5·5000⁴/(384·11000·16,67) = 6,658 × 10⁷ mm⁴

Tinggi yang diperlukan

bh³/12 = Ireq → h = (12·6,658 × 10⁷/75)1/3 = 220 mm

Jawaban

hreq = 220 mm

Dalam praktik, pilih tinggi standar berikutnya di atas nilai ini.

9.Tekuk kolom

Jawaban: Pcr = 5,426 kN

Tekuk Euler: kolom langsing menjadi tidak stabil pada Pcr = π²EI/(KL)², dengan KL panjang efektif: K = 1 untuk sendi–sendi, 2 untuk jepit–bebas, 0,7 untuk jepit–sendi, dan 0,5 untuk jepit–jepit. Kolom menekuk terhadap sumbu dengan I terkecil. Rumus berlaku untuk kolom langsing yang tegangan kritisnya tetap di bawah tegangan leleh.

Momen inersia terkecil

Penampang bulat memiliki I yang sama terhadap setiap sumbu.

I = πd⁴/64 = π·40⁴/64 = 125664 mm⁴

Panjang efektif

KL = 2·2000 = 4000 mm

Beban kritis

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·125664/4000² = 5426 N = 5,426 kN

Jawaban

Pcr = 5,426 kN
10.Tekuk kolom

Jawaban: σcr = 111 MPa

Tekuk Euler: kolom langsing menjadi tidak stabil pada Pcr = π²EI/(KL)², dengan KL panjang efektif: K = 1 untuk sendi–sendi, 2 untuk jepit–bebas, 0,7 untuk jepit–sendi, dan 0,5 untuk jepit–jepit. Kolom menekuk terhadap sumbu dengan I terkecil. Rumus berlaku untuk kolom langsing yang tegangan kritisnya tetap di bawah tegangan leleh.

Momen inersia terkecil

Penampang bulat memiliki I yang sama terhadap setiap sumbu.

I = πd⁴/64 = π·60⁴/64 = 636173 mm⁴

Jari-jari girasi dan kelangsingan

A = 2827 mm²
r = √(I/A) = √(636173/2827) = 15 mm
KL = 2·1000 = 2000 mm
KL/r = 2000/15 = 133,3

Tegangan kritis

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·200000/133,3² = 111 MPa

Jawaban

σcr = 111 MPa
11.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 28,81 × 10⁶ mm⁴

Luas gabungan: bagi penampang menjadi persegi panjang. Titik berat adalah rata-rata berbobot luas ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Momen inersia terhadap sumbu titik berat menjumlahkan bh³/12 masing-masing bagian dan suku sumbu sejajar A·d², dengan d jarak titik berat bagian ke titik berat keseluruhan. Tegangan lentur σ = M·y/I.

Bagi menjadi dua persegi panjang

Ukur setiap y dari tepi bawah.

sayap: Af = 300·30 = 9000 mm², yf = 160 + 30/2 = 175 mm
badan: Aw = 20·160 = 3200 mm², yw = 160/2 = 80 mm

Titik berat

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (9000·175 + 3200·80)/12200 = 150,1 mm

Teorema sumbu sejajar

sayap: 300·30³/12 + 9000·(175 − 150,1)² = 6,263 × 10⁶ mm⁴
badan: 20·160³/12 + 3200·(80 − 150,1)² = 2,254 × 10⁷ mm⁴
Ix = 6,263 × 10⁶ + 2,254 × 10⁷ = 2,881 × 10⁷ mm⁴ = 28,81 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 28,81 × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 260,1 × 10⁶ mm⁴

Penampang berlubang: perlakukan lubang sebagai luas negatif. Titik berat adalah ȳ = (A₁y₁ − A₂y₂)/(A₁ − A₂), dengan A₁, y₁ untuk pelat penuh dan A₂, y₂ untuk lubang. Untuk momen inersia luas terhadap sumbu titik berat, gunakan teorema sumbu sejajar untuk setiap bagian lalu kurangkan lubangnya: I = (Ic1 + A₁d₁²) − (Ic2 + A₂d₂²), dengan d jarak dari titik berat masing-masing bagian ke sumbu yang melalui ȳ. Persegi panjang memiliki Ic = bh³/12 dan lingkaran Ic = πd⁴/64.

Titik berat

ȳ = (36000·150 − 4000·195)/(36000 − 4000) = 144,4 mm

Pelat penuh terhadap ȳ

120·300³/12 + 36000·5,625² = 271,1 × 10⁶ mm⁴

Lubang terhadap ȳ

80·50³/12 + 4000·50,63² = 11,08 × 10⁶ mm⁴

Kurangkan

Ix = 260,1 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 260,1 × 10⁶ mm⁴
13.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ = 155 kPa

Tegangan efektif (Terzaghi): butiran tanah menahan σ′ = σ − u. Tegangan total σ adalah berat semua yang ada di atas titik, Σγ·h, memakai berat isi kering di atas muka air tanah dan berat isi jenuh di bawahnya. Di bawah muka air tanah tekanan air pori bersifat hidrostatis: u = γw·(kedalaman di bawah muka air tanah).

Tegangan total

Jumlahkan berat setiap lapisan tanah di atas X. Di atas muka air tanah gunakan berat isi kering, di bawahnya berat isi jenuh.

σ = γd·zw + γsat·(z − zw) = 15·1 + 20·7 = 155 kPa

Jawaban

σ = 155 kPa
14.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ′ = 92,45 kPa

Tegangan efektif (Terzaghi): butiran tanah menahan σ′ = σ − u. Tegangan total σ adalah berat semua yang ada di atas titik, Σγ·h, memakai berat isi kering di atas muka air tanah dan berat isi jenuh di bawahnya. Di bawah muka air tanah tekanan air pori bersifat hidrostatis: u = γw·(kedalaman di bawah muka air tanah).

Tegangan total

Jumlahkan berat setiap lapisan tanah di atas X. Di atas muka air tanah gunakan berat isi kering, di bawahnya berat isi jenuh.

σ = γd·3 + γsat,sand·2 + γsat,clay·3
σ = 16,5·3 + 20,5·2 + 17·3 = 141,5 kPa

Tekanan air pori

Tekanan air bertambah dengan kedalaman di bawah muka air tanah.

u = γw·(z − zw) = 9,81·5 = 49,05 kPa

Tegangan efektif

σ′ = σ − u = 141,5 − 49,05 = 92,45 kPa

Jawaban

σ′ = 92,45 kPa
15.Penurunan konsolidasi

Jawaban: S = 238,9 mm

Konsolidasi primer lapisan lempung setebal H, dengan tegangan efektif di tengah lapisan: σ′f = σ′0 + Δσ. Lempung terkonsolidasi normal: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Lempung terkonsolidasi berlebih mengalami rekompresi sepanjang Cr sampai tekanan prakonsolidasi σ′p dan baru mengikuti Cc setelah melewatinya. Waktu: t = Tv·Hdr²/cv, dengan lintasan drainase Hdr sebesar H/2 bila air dapat keluar di atas dan di bawah, dan H bila hanya satu sisi yang berdrainase.

Tekanan prakonsolidasi

σ′p = OCR·σ′0 = 1,5·110 = 165 kPa

Bandingkan dengan tekanan prakonsolidasi

σ′f = 110 + 160 = 270 kPa > 165 kPa

Penurunan

Rekompresi sampai σ′p, kompresi murni setelahnya.

S = 0,04·7,5/(1 + 0,9)·log₁₀(165/110) + 0,25·7,5/(1 + 0,9)·log₁₀(270/165)
S = 27,8 + 211,1 = 238,9 mm

Jawaban

S = 238,9 mm
16.Penurunan konsolidasi

Jawaban: t = 1131 hari

Konsolidasi primer lapisan lempung setebal H, dengan tegangan efektif di tengah lapisan: σ′f = σ′0 + Δσ. Lempung terkonsolidasi normal: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Lempung terkonsolidasi berlebih mengalami rekompresi sepanjang Cr sampai tekanan prakonsolidasi σ′p dan baru mengikuti Cc setelah melewatinya. Waktu: t = Tv·Hdr²/cv, dengan lintasan drainase Hdr sebesar H/2 bila air dapat keluar di atas dan di bawah, dan H bila hanya satu sisi yang berdrainase.

Lintasan drainase

Hdr,lab = 19/2 = 9,5 mm = 0,0095 m
Hdr,field = 3,5 m

Skalakan waktunya

t = Tv·Hdr²/cv dengan T_v dan cv yang sama di laboratorium dan di lapangan.

tfield = 12·(3,5/0,0095)² = 1,629 × 10⁶ min
tfield = 1,629 × 10⁶/1440 = 1131 hari

Jawaban

t = 1131 hari
17.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 19,62 kN

Gaya hidrostatis pada permukaan datar: F = ρ·g·yc·A. Gaya bekerja di pusat tekanan, ycp = yc + Ic/(ycA), yang selalu berada di bawah titik berat.

Kedalaman titik berat dan luas

yc = d + H/2 = 1,5 + 1/2 = 2 m
A = H·b = 1·1 = 1 m²
pintu aird = 1,5 mH = 1 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·2·1 = 19,62 kN

Jawaban

F = 19,62 kN
18.Gaya hidrostatis

Jawaban: ycp = 3,8 m

Gaya hidrostatis pada permukaan datar: F = ρ·g·yc·A. Gaya bekerja di pusat tekanan, ycp = yc + Ic/(ycA), yang selalu berada di bawah titik berat.

Kedalaman titik berat dan luas

yc = d + H/2 = 3 + 1,5/2 = 3,75 m
A = H·b = 1,5·1 = 1,5 m²
pintu aird = 3 mH = 1,5 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1025·9,81·3,75·1,5 = 56,56 kN

Pusat tekanan

Tekanan bertambah dengan kedalaman, jadi resultan bekerja di bawah titik berat.

Ic = b·H³/12 = 1·1,5³/12 = 0,2813 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 3,75 + 0,2813/(3,75·1,5) = 3,8 m

Jawaban

ycp = 3,8 m
19.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: Δp = 252 kPa

Aliran pipa: bilangan Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ membedakan aliran laminar (Re di bawah sekitar 2000) dari aliran turbulen (di atas sekitar 4000). Gesekan sepanjang pipa menyebabkan kehilangan head Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Sambungan, katup, lubang masuk, dan lubang keluar menambah kerugian minor hm = ΣK·V²/(2g). Di antara dua permukaan reservoir terbuka, persamaan energi memberikan Δz = hf + hm, termasuk kerugian keluar K = 1.

Kehilangan head

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,028·(100/0,05)·3²/(2·9,81) = 25,69 m

Penurunan tekanan

Pipa horizontal dan kecepatannya tidak berubah, sehingga persamaan energi menjadi Δp = ρ·g·hf.

Δp = ρ·g·hf = 1000·9,81·25,69 = 252000 Pa = 252 kPa

Jawaban

Δp = 252 kPa
20.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: Δz = 3,336 m

Aliran pipa: bilangan Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ membedakan aliran laminar (Re di bawah sekitar 2000) dari aliran turbulen (di atas sekitar 4000). Gesekan sepanjang pipa menyebabkan kehilangan head Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Sambungan, katup, lubang masuk, dan lubang keluar menambah kerugian minor hm = ΣK·V²/(2g). Di antara dua permukaan reservoir terbuka, persamaan energi memberikan Δz = hf + hm, termasuk kerugian keluar K = 1.

Kecepatan

V = Q/A = 0,025/0,01767 = 1,415 m/s
V²/(2g) = 0,102 m

Koefisien kerugian

f·L/D = 0,025·150/0,15 = 25
ΣK = 0,5 + 4·0,3 + 5 + 1,0 = 7,7

Kehilangan head total

hf = 25·0,102 = 2,55 m
hm = 7,7·0,102 = 0,7855 m
Δz = hf + hm = 3,336 m

Jawaban

Δz = 3,336 m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: Q = 4,121 m³/s

Persamaan Manning (SI): untuk aliran seragam di saluran terbuka V = (1/n)·R2/3·S1/2 dan Q = A·V, dengan n koefisien kekasaran, S kemiringan dasar (m/m), dan R = A/P jari-jari hidrolik: luas aliran dibagi keliling basah. Hanya batas yang bersentuhan dengan air yang dihitung dalam P, bukan permukaan bebas. Persegi panjang: A = b·y, P = b + 2y. Trapesium dengan kemiringan sisi z:1 (horizontal:vertikal): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Pipa bulat yang mengalir penuh atau setengah penuh memiliki R = D/4.

Geometri

A = b·y = 2·1,4 = 2,8 m²
P = b + 2y = 2 + 2·1,4 = 4,8 m
R = A/P = 0,5833 m

Kecepatan

V = (1/0,015)·0,58332/3·0,0011/2 = 1,472 m/s

Debit

Q = A·V = 2,8·1,472 = 4,121 m³/s

Jawaban

Q = 4,121 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: S = 0,002938 m/m

Persamaan Manning (SI): untuk aliran seragam di saluran terbuka V = (1/n)·R2/3·S1/2 dan Q = A·V, dengan n koefisien kekasaran, S kemiringan dasar (m/m), dan R = A/P jari-jari hidrolik: luas aliran dibagi keliling basah. Hanya batas yang bersentuhan dengan air yang dihitung dalam P, bukan permukaan bebas. Persegi panjang: A = b·y, P = b + 2y. Trapesium dengan kemiringan sisi z:1 (horizontal:vertikal): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Pipa bulat yang mengalir penuh atau setengah penuh memiliki R = D/4.

Geometri

A = b·y = 5,5·0,5 = 2,75 m²
P = b + 2y = 5,5 + 2·0,5 = 6,5 m
R = A/P = 0,4231 m

Selesaikan Manning untuk S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,03·2,8/(2,75·0,5636) = 0,0542
S = 0,0542² = 0,002938

Jawaban

S = 0,002938

Itu penurunan 2,938 m per kilometer.

23.Pompa & daya pompa

Jawaban: Pshaft = 18,64 kW

Daya pompa: daya yang diberikan kepada air adalah daya hidrolik Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. Poros harus menyalurkan lebih banyak karena pompa mengalami rugi: Pshaft = Ph/ηpump, dan motor menarik Pel = Pshaft/ηmotor. Head pompa H diperoleh dari persamaan energi: tinggi angkat statis + head tekanan + semua kerugian gesekan dan minor.

Daya hidrolik

Ph = ρ·g·Q·H = 1000·9,81·0,02·76 = 14,91 kW

Daya poros

Pshaft = Ph/η = 14,91/0,8 = 18,64 kW

Jawaban

Pshaft = 18,64 kW
24.Pompa & daya pompa

Jawaban: H = 44,73 m

Daya pompa: daya yang diberikan kepada air adalah daya hidrolik Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. Poros harus menyalurkan lebih banyak karena pompa mengalami rugi: Pshaft = Ph/ηpump, dan motor menarik Pel = Pshaft/ηmotor. Head pompa H diperoleh dari persamaan energi: tinggi angkat statis + head tekanan + semua kerugian gesekan dan minor.

Kecepatan

V = Q/A = 0,06/0,03142 = 1,91 m/s
V²/(2g) = 0,1859 m

Kehilangan head

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (33 + 6)·0,1859 = 7,251 m

Head tekanan

p/(ρ·g) = 250000/(1000·9,81) = 25,48 m

Head pompa

Kedua permukaan praktis diam, sehingga tidak ada suku head kecepatan.

H = Δz + p/(ρ·g) + hL = 12 + 25,48 + 7,251 = 44,73 m

Jawaban

H = 44,73 m
25.Nilai waktu uang

Jawaban: FV = 1819 €

Nilai waktu uang: uang hari ini lebih berharga daripada jumlah yang sama nanti, karena dapat menghasilkan bunga. Dengan suku bunga i per periode, jumlah uang tumbuh menjadi FV = PV·(1 + i)n. Rangkaian pembayaran yang sama (anuitas) dinilai dengan menjumlahkan setiap pembayaran, sehingga diperoleh rumus anuitas.

Suku bunga dan jumlah periode

i = r/m = 0,06/12 = 0,005
N = m·n = 12·10 = 120

Nilai masa depan

FV = 1 000·(1 + 0,005)120 = 1 000·1,819 = €1 819,40

Jawaban

FV = €1 819,40
26.Nilai waktu uang

Jawaban: A = 105 €

Nilai waktu uang: uang hari ini lebih berharga daripada jumlah yang sama nanti, karena dapat menghasilkan bunga. Dengan suku bunga i per periode, jumlah uang tumbuh menjadi FV = PV·(1 + i)n. Rangkaian pembayaran yang sama (anuitas) dinilai dengan menjumlahkan setiap pembayaran, sehingga diperoleh rumus anuitas.

Suku bunga bulanan dan jumlah setoran

i = 0,036000000000000004/12 = 0,003
N = 12·15 = 180

Setoran

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 25 000·0,003/(1,715 − 1) = €104,95

Jawaban

A = €104,95
27.NPV & IRR

Jawaban: DPB = 3,686 tahun

Periode pengembalian (payback period): waktu sampai arus kas kumulatif mengembalikan investasi awal. Kas dianggap masuk merata selama setiap tahun, jadi bagian terakhirnya berupa pecahan tahun. Payback sederhana mengabaikan nilai waktu uang; periode pengembalian terdiskonto memakai arus kas yang telah didiskontokan.

Arus kas terdiskonto dan kumulatif

tahun 1: 10 500/1,1 = 9 545,45 → Σ = 9 545,45
tahun 2: 8 000/1,21 = 6 611,57 → Σ = 16 157,02
tahun 3: 12 500/1,331 = 9 391,44 → Σ = 25 548,46
tahun 4: 9 500/1,464 = 6 488,63 → Σ = 32 037,09

Pecahan tahun terakhir

DPB = 3 + 4 451,54/6 488,63 = 3,686

Jawaban

DPB = 3,686 tahun

Periode pengembalian terdiskonto selalu lebih lama daripada periode pengembalian sederhana (2,92 tahun).

28.NPV & IRR

Jawaban: IRR = 26,4 %

Nilai sekarang bersih: diskontokan setiap arus kas ke hari ini dengan tingkat pengembalian yang disyaratkan r, lalu jumlahkan: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Proyek dengan NPV > 0 menghasilkan lebih dari r dan menambah nilai. Tingkat pengembalian internal (IRR) adalah tingkat yang membuat NPV = 0.

Apit IRR dari dua sisi

NPV turun saat tingkat naik, jadi IRR terletak di antara tingkat dengan NPV positif dan tingkat dengan NPV negatif.

NPV(25%) = 1 104,00
NPV(30%) = −2 653,62

Persempit

Interpolasi linear memberi perkiraan awal; mengulanginya (atau fungsi IRR kalkulator) memberi tingkat yang tepat.

IRR ≈ 25 + 5·1 104,00/(1 104,00 − (−2 653,62)) = 26,47%
tepat: NPV(26,4%) = 0 → IRR = 26,4%

Jawaban

IRR = 26,4%
29.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,5785

Distribusi normal: ubah nilai x menjadi skor z, z = (x − μ)/σ, yang menghitung berapa simpangan baku dari rata-rata. Tabel z (atau Φ(z)) memberikan luas di sebelah kiri z, yaitu P(X < x). Luas di sebelah kanan adalah 1 − Φ(z), dan luas di antara dua nilai adalah selisih kedua luasnya.

Skor z

z₁ = (30,5 − 32)/6 = −0,25
z₂ = (44,3 − 32)/6 = 2,05

Luas di antara

P = Φ(2,05) − Φ(−0,25) = 0,9798 − 0,4013 = 0,5785

Jawaban

P = 0,5785
30.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,9452

Jumlah dan selisih variabel normal: jika X dan Y saling bebas dan normal, maka X + Y dan X − Y juga normal. Rata-rata dijumlahkan atau dikurangkan: E(X ± Y) = μX ± μY. Variansi selalu dijumlahkan, juga untuk selisih: Var(X ± Y) = σX² + σY², sehingga σ = √(σX² + σY²). Simpangan baku tidak pernah dijumlahkan secara langsung. Total n butir yang saling bebas dan berdistribusi sama memiliki rata-rata n·μ dan simpangan baku σ·√n. Lalu standarkan seperti biasa: z = (x − rata-rata)/σ dan baca Φ(z).

Distribusi selisih

μ = 25,04 − 25 = 0,04 mm, σ = 0,025 mm

Standarkan

z = (0 − 0,04)/0,025 = −1,6

Peluang

P = 1 − Φ(−1,6) = 0,9452

Jawaban

P = 0,9452

Ini adalah materi latihan independen. ExamProblems tidak berafiliasi dengan atau didukung oleh organisasi penyelenggara ujian ini, dan nama ujian hanya digunakan untuk menggambarkan isinya. FE exam diselenggarakan oleh NCEES, yang tidak berafiliasi dengan ExamProblems dan tidak mendukungnya.

ExamProblems · examproblems.com/courses/fe-exam-civil