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
P = 60 kNM = 15 kN·mABRB​ = ?3 m2 m1 m

Balok sederhana memiliki tumpuan sendi di A dan rol di B. Balok menahan beban terpusat P pada 5 m dari A dan kopel searah jarum jam M pada 3 m dari A. Cari reaksi vertikal RB, dengan arah ke atas positif.

L = 6 mP = 60 kN di 5 mM = 15 kN·m (searah jarum jam) di 3 m
RB = kN
2.Reaksi tumpuan balokSulit
w = 4 kN/mP = 45 kNABRA​RB​ = ?1,5 m0,5 m4 m

Balok sederhana memiliki tumpuan sendi di A dan rol di B. Cari reaksi tumpuan vertikal RB.

L = 6 mP = 45 kN di 1,5 mw = 4 kN/m dari 0 sampai 2 m
RB = kN
3.Rangka batang: metode titik buhulSedang
ABCDEFGH30 kN10 kN40 kN4 × 4 m3 m

Tepat satu elemen rangka batang ini tidak membawa gaya pada beban-beban ini. Elemen mana yang merupakan elemen gaya-nol? Klik pada diagram.

B: 30 kN ↓F: 10 kN ↓G: 40 kN ↓
  1. 1elemen AB
  2. 2elemen BC
  3. 3elemen CD
  4. 4elemen DE
  5. 5elemen FG
  6. 6elemen GH
  7. 7elemen AF
  8. 8elemen HE
  9. 9elemen BF
  10. 10elemen CG
  11. 11elemen DH
  12. 12elemen BG
  13. 13elemen DG
4.Rangka batang: metode titik buhulSulit
ABCDEFGH35 kN10 kN20 kN30 kN4 × 4 m3 m

Tepat satu elemen rangka batang ini tidak membawa gaya pada beban-beban ini. Elemen mana yang merupakan elemen gaya-nol? Klik pada diagram.

B: 35 kN ↓D: 10 kN ↓F: 20 kN ↓H: 30 kN ←
  1. 1elemen AB
  2. 2elemen BC
  3. 3elemen CD
  4. 4elemen DE
  5. 5elemen FG
  6. 6elemen GH
  7. 7elemen AF
  8. 8elemen HE
  9. 9elemen BF
  10. 10elemen CG
  11. 11elemen DH
  12. 12elemen BG
  13. 13elemen DG
5.Gaya geser & momen lenturSedang
M0​ = 15 kN·mAB1,5 m2,5 m

Balok sederhana menahan kopel searah jarum jam M0 = 15 kN·m di x = 1,5 m dari A, tanpa beban lain. Cari momen lentur Mx tepat di kiri kopel. Anggap positif momen yang membuat serat bawah tertarik dan gaya geser ke atas pada muka kiri.

L = 4 mM0 = 15 kN·m searah jarum jam, di 1,5 m
Mx = kN·m
6.Gaya geser & momen lenturSulit
4 kN/m15 kN25 kN20 kNABCDEFG1 m1 m1 m1 m1 m1 m

Tanda A sampai G membagi balok menjadi enam bagian yang sama. Pada tanda mana momen lenturnya terbesar dalam ukuran, positif atau negatif? Klik pada diagram.

15 kN @ 0 m25 kN @ 6 m20 kN @ 4 m4 kN/m, 1–5 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 1 m)
  3. 3C (x = 2 m)
  4. 4D (x = 3 m)
  5. 5E (x = 4 m)
  6. 6F (x = 5 m)
  7. 7G (x = 6 m)
7.Lendutan balokSedang
w = 15 kN/mP = 26 kNABδ1,5 m

Kantilever menahan beban merata w di sepanjang batang dan beban terpusat P di ujung bebasnya. Dengan superposisi, cari lendutan δ di ujung bebas.

P = 26 kNw = 15 kN/mL = 1,5 mE = 200 GPa (baja)I = 160 × 10⁶ mm⁴
δ = mm
8.Lendutan balokSulit
P = 17 kNABδ3 m1 m

Balok sederhana menahan beban terpusat P pada b = 1 m dari tumpuan B. Cari lendutan δmid di tengah bentang.

P = 17 kNb = 1 mL = 4 mE = 11 GPa (kayu struktural)I = 160 × 10⁶ mm⁴
δmid = mm
9.Tekuk kolomSedang
PL = 2,5 md = 50 mmpenampang

Kolom sepanjang L dari baja dengan tumpuan jepit di kedua ujung. Dengan rumus Euler, cari beban tekuk kritisnya Pcr.

L = 2,5 mE = 200 GPa (baja)d = 50 mm
Pcr = kN
10.Tekuk kolomSulit
PL = 1,5 md = 50 mmpenampang

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

L = 1,5 mE = 70 GPa (aluminium)d = 50 mm
σcr = MPa
11.Titik berat & momen inersiaSedang
1201010012xdimensi dalam mm

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

bf = 120 mmtf = 10 mmtw = 12 mmhw = 100 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersiaSulit
120360206xM = 100 kN·mdimensi dalam mm

Profil I simetris memiliki sayap selebar 120 mm dan setebal 20 mm, tinggi total 360 mm, dan badan setebal 6 mm. Penampang menahan momen lentur sebesar 100 kN·m terhadap sumbu x. Cari besar tegangan lentur σj di pertemuan badan dan sayap atas.

B = 120 mmH = 360 mmtf = 20 mmtw = 6 mmM = 100 kN·m
σj = MPa
13.Tegangan efektif tanahSedang
pasirγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³8 mmuka air tanahXz = 7 m

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

z = 7 mzw = 3 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 16 kN/m³pasir: γsat = 20 kN/m³
σ = kPa
14.Tegangan efektif tanahSulit
pasirγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³4 mlempungγsat​ = 17 kN/m³7 mmuka air tanahXz = 7,5 m

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

z = 7,5 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 15,5 kN/m³pasir: γsat = 20,5 kN/m³lempung: γsat = 17 kN/m³
σ′ = kPa
15.Penurunan konsolidasiSedang
Δσ = 25 kPapasirlempungCc​ = 0,3, Cr​ = 0,02e0​ = 1,1σ′0​ = 110 kPaσ′p​ = 160 kPa8 mmuka air tanah

Lapisan lempung terkonsolidasi berlebih setebal 8 m memiliki Cc = 0,3, Cr = 0,02, dan e₀ = 1,1. Di tengah kedalamannya tegangan vertikal efektifnya 110 kPa dan tekanan prakonsolidasinya 160 kPa. Sebuah bangunan baru menambah tegangan vertikal 25 kPa di tengah kedalaman. Cari penurunan konsolidasi primer S dalam mm.

H = 8 mCc = 0,3Cr = 0,02e0 = 1,1σ′0 = 110 kPaσ′p = 160 kPaΔσ = 25 kPa
S = mm
16.Penurunan konsolidasiSulit
pasirlempungH = 5,5 m5,5 mbatuan kedap airmuka air tanah

Dalam uji oedometer di laboratorium, benda uji lempung setebal 25 mm, berdrainase di atas dan di bawah, mencapai konsolidasi 50% dalam 8 menit. Di lapangan, lempung yang sama membentuk lapisan setebal 5,5 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 = 25 mmtlab = 8 minH = 5,5 mlapangan: drainase tunggal
t = hari
17.Gaya hidrostatisSedang
pintu aird = 2 mH = 2 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1,5 m berada di dinding tangki berisi air, dengan tepi atasnya 2 m di bawah permukaan. Cari gaya hidrostatis resultan F pada pintu air.

d = 2 mH = 2 mb = 1,5 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Gaya hidrostatisSulit
pintu aird = 0,5 mH = 2 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 3 m berada di dinding tangki berisi gliserin, dengan tepi atasnya 0,5 m di bawah permukaan. Cari gaya hidrostatis resultan F pada pintu air.

d = 0,5 mH = 2 mb = 3 mρ = 1260 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
19.Gesekan pipa & kehilangan headSedang
V = 1,6 m/sD = 100 mmL = 1000 mf = 0,028

Air (ρ = 1000 kg/m³) mengalir dengan kecepatan 1,6 m/s melalui pipa horizontal sepanjang 1000 m dengan diameter dalam 100 mm. Gunakan faktor gesekan Darcy f = 0,028 dan g = 9,81 m/s². Cari penurunan tekanan Δp sepanjang pipa dalam kPa.

V = 1,6 m/sL = 1000 mD = 100 mmf = 0,028ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
20.Gesekan pipa & kehilangan headSulit
K = 2Δz = 10 mL = 200 m, D = 250 mm, f = 0,0154× belokan (K = 0,3)

Dua reservoir terbuka dihubungkan oleh pipa sepanjang 200 m dengan diameter dalam 250 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,015. Permukaan air reservoir atas berada 10 m di atas permukaan reservoir bawah. Kerugian minornya adalah lubang masuk bersudut tajam (K = 0,5), 4 belokan (masing-masing K = 0,3), sebuah katup (K = 2), dan lubang keluar ke reservoir bawah (K = 1,0). Gunakan g = 9,81 m/s². Cari debit Q dalam L/s.

Δz = 10 mL = 200 mD = 250 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×4)Kvalve = 2Kexit = 1,0
Q = L/s
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sedang
b = 1,5 my = 1,9 mn = 0,015, S = 0,0005

Sebuah saluran persegi panjang pasangan bata selebar 1,5 m. Air mengalir seragam sedalam 1,9 m. n Manning = 0,015 dan kemiringan dasarnya S = 0,0005. Cari debit Q dalam m³/s.

b = 1,5 my = 1,9 mn = 0,015S = 0,0005
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sulit
b = 5 my = 0,8 mn = 0,012, Q = 7,5 m³/s

Sebuah saluran persegi panjang beton halus selebar 5 m harus mengalirkan 7,5 m³/s dalam aliran seragam pada kedalaman 0,8 m. n Manning = 0,012. Cari kemiringan dasar yang diperlukan S (dalam m/m).

Q = 7,5 m³/sb = 5 my = 0,8 mn = 0,012
S = m/m
23.Pompa & daya pompaSedang
PQ = 100 L/sH = 72 m

Sebuah pompa mengalirkan 100 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) melawan head 72 m. Efisiensi pompa 70% dan motor listrik penggeraknya memiliki efisiensi 88%. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari daya listrik Pel yang ditarik motor, dalam kW.

Q = 100 L/sH = 72 mηpump = 70%ηmotor = 88%g = 9,81 m/s²
Pel = kW
24.Pompa & daya pompaSulit
250 kPa (gauge)PQ = 50 L/sΔz = 10 mL = 400 m, D = 150 mm, f = 0,022, ΣK = 5

Sebuah pompa memindahkan 50 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) dari reservoir bawah yang terbuka ke tangki atas yang permukaan airnya 10 m lebih tinggi. Pipa sepanjang 400 m dengan diameter dalam 150 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,022; koefisien kerugian minornya berjumlah ΣK = 5 (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 = 50 L/sΔz = 10 mL = 400 mD = 150 mmf = 0,022ΣK = 5ptank = 250 kPa
H = m
25.Nilai waktu uangSedang
periode0123…36511 + EAR = ?24% / 365

Sebuah kartu kredit mengenakan suku bunga nominal 24% per tahun, dimajemukkan harian. Tentukan suku bunga efektif tahunan EAR dalam persen.

r = 24%m = 365
EAR = %
26.Nilai waktu uangSulit
bulan0123…N = ?€20 000€350€350€350€3506% / 12

Anda meminjam €20 000 dengan bunga 6% per tahun, dimajemukkan bulanan, dan mengangsur €350 di akhir setiap bulan. Berapa bulan yang diperlukan sampai pinjaman lunas (angsuran terakhir boleh lebih kecil)? Berikan jumlah angsuran N.

P = €20 000A = €3506% / 12
N = angsuran
27.NPV & IRRSedang
tahun01234−45 00017 00015 00018 00022 000

Investasi sebesar €45 000 memberikan arus kas berikut di akhir tahun 1 sampai 4: €17 000, €15 000, €18 000, €22 000. Biaya modal 7,000000000000001%. Tentukan nilai sekarang bersih NPV.

r = 7,000000000000001%CF0 = −45 000CF1 = 17 000CF2 = 15 000CF3 = 18 000CF4 = 22 000
NPV = €
28.NPV & IRRSulit
tahun0123−20 0006 5008 50010 000

Sebuah proyek berbiaya €20 000 dan menghasilkan €6 500, €8 500, €10 000 di akhir tahun 1 sampai 3. Arus kas dapat diinvestasikan kembali pada biaya modal 8%. Tentukan tingkat pengembalian internal termodifikasi MIRR dalam persen.

r = 8%CF0 = −20 000CF1 = 6 500CF2 = 8 500CF3 = 10 000
MIRR = %
29.Distribusi normalSedang
192 kg196,8 kgT = X₁ + … + X₁₆?

Massa kotak saling bebas dan normal dengan rata-rata 12 kg dan simpangan baku 0,8 kg. Cari peluang P bahwa massa total 16 di antaranya melebihi 196,8 kg. Bulatkan z ke dua desimal.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 16> 196,8 kg
P =
30.Distribusi normalSulit
μ = 100x = ?95%

Data skor IQ berdistribusi normal dengan rata-rata 100 poin dan simpangan baku 15 poin. Tentukan nilai x yang di bawahnya terdapat 95% data (persentil ke-95).

μ = 100σ = 15P = 95%
x = poin

3Larutan

1.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RB = 52,5 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.

Momen terhadap A

Berlawanan arah jarum jam positif.

ΣMA = 0: RB·6 − 60·5 − 15 = 0
RB = 315/6 = 52,5 kN

Kesetimbangan vertikal

RA = 60 − 52,5 = 7,5 kN

Jawaban

RB = 52,5 kN

Reaksi negatif bekerja ke bawah.

2.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RB = 12,58 kN

Kesetimbangan statis: benda diam memenuhi ΣFx = 0, ΣFy = 0, dan ΣM = 0 terhadap titik mana pun. Mengambil momen terhadap satu tumpuan menghilangkan reaksi tumpuan itu dari persamaan.

w = 4 kN/mP = 45 kNABRA​RB​1,5 m0,5 m4 m

Diagram benda bebas

Ganti tumpuan dengan gaya reaksi. Rol memberi satu reaksi vertikal; dengan beban vertikal saja, sendi juga memberi satu reaksi vertikal.

Kesetimbangan

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

Resultan beban merata: W = w·ℓ = 4·2 = 8 kN, bekerja di x̄ = 1 m
ΣMA = 0: RB·6 = 45·1,5 + 4·2·1
RB = 75,5/6 = 12,58 kN
ΣFy = 0: RA = 53 − 12,58 = 40,42 kN

Jawaban

RB = 12,58 kN
3.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: elemen CG

Elemen gaya-nol: pada simpul, gaya-gaya harus seimbang ke segala arah. Jika simpul tidak memiliki beban dan tumpuan, dan dua dari tiga elemennya segaris, maka keseimbangan melintang garis itu hanya melibatkan elemen ketiga, sehingga gayanya nol. Jika hanya dua elemen bertemu di simpul tak berbeban dan keduanya tidak segaris, keduanya nol.

Simpul C

BC dan CD terletak pada satu garis lurus dan simpul tidak membawa beban. Menyeimbangkan gaya melintang garis itu hanya menyisakan CG.

ΣF⊥ = 0 → FCG = 0

Periksa dengan metode simpul

Menyelesaikan semua simpul memberikan gaya elemen berikut (T = tarik, C = tekan).

AB: 66,67 kN (T), BC: 80 kN (T), CD: 80 kN (T), DE: 40 kN (T), FG: 66,67 kN (C), GH: 40 kN (C), AF: 83,33 kN (C), HE: 50 kN (C), BF: 40 kN (T), CG: 0, DH: 30 kN (T), BG: 16,67 kN (C), DG: 50 kN (C)

Jawaban

Elemen gaya-nol: CG
4.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: elemen CG

Elemen gaya-nol: pada simpul, gaya-gaya harus seimbang ke segala arah. Jika simpul tidak memiliki beban dan tumpuan, dan dua dari tiga elemennya segaris, maka keseimbangan melintang garis itu hanya melibatkan elemen ketiga, sehingga gayanya nol. Jika hanya dua elemen bertemu di simpul tak berbeban dan keduanya tidak segaris, keduanya nol.

Simpul C

BC dan CD terletak pada satu garis lurus dan simpul tidak membawa beban. Menyeimbangkan gaya melintang garis itu hanya menyisakan CG.

ΣF⊥ = 0 → FCG = 0

Periksa dengan metode simpul

Menyelesaikan semua simpul memberikan gaya elemen berikut (T = tarik, C = tekan).

AB: 35,83 kN (T), BC: 28,33 kN (T), CD: 28,33 kN (T), DE: 20,83 kN (T), FG: 65,83 kN (C), GH: 50,83 kN (C), AF: 82,29 kN (C), HE: 26,04 kN (C), BF: 29,37 kN (T), CG: 0, DH: 15,63 kN (T), BG: 9,375 kN (T), DG: 9,375 kN (C)

Jawaban

Elemen gaya-nol: CG
5.Gaya geser & momen lentur

Jawaban: Mx = −5,625 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. Kopel yang bekerja membuat diagram momen lentur melompat sebesar kopel tersebut.

Reaksi tumpuan

Momen terhadap A, positif berlawanan arah jarum jam: RB·L − M0 = 0. Kesetimbangan vertikal: RA + RB = 0.

RB = M0/L = 15/4 = 3,75 kN (ke atas)
RA = −RB = −3,75 kN (ke bawah)

Potong tepat di kiri kopel

Bagian kiri hanya memuat RA.

Mx = RA·a = −3,75·1,5 = −5,625 kN·m

Jawaban

Mx = −5,625 kN·m
6.Gaya geser & momen lentur

Jawaban: F (x = 5 m)

Momen lentur terbesar: kemiringan M berubah di mana pun gaya geser berubah, sehingga puncaknya berada di tempat gaya geser memotong nol: di bawah beban terpusat, di dalam beban merata, atau di atas tumpuan pada balok dengan kantilever. Pada tumpuan jepit kantilever momen terbesar berada di dinding. Bandingkan besar M pada tempat-tempat itu, positif (sagging) atau negatif (hogging).

Reaksi tumpuan

Ambil momen terhadap satu tumpuan, lalu pakai keseimbangan gaya vertikal.

R1 = 25,5 kN, R2 = 50,5 kN

Momen lentur pada setiap tanda

Jumlahkan momen semua gaya pada satu sisi potongan. Positif (sagging) adalah positif, negatif (hogging) adalah negatif.

MA = 0, MB = −15, MC = −6,5, MD = −2, ME = −1,5, MF = −25 kN·m, MG = 0

Jawaban

Tanda F: MF = −25 kN·m
7.Lendutan balok

Jawaban: δ = 1,211 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.

P = 26000 N, w = 15 N/mm, L = 1500 mm
EI = 3,2 × 10¹³ N·mm²

Setiap beban sendiri

δP = PL³/(3EI) = 26000·1500³/(3·3,2 × 10¹³) = 0,9141 mm
δw = wL⁴/(8EI) = 15·1500⁴/(8·3,2 × 10¹³) = 0,2966 mm

Jumlahkan

δ = 0,9141 + 0,2966 = 1,211 mm

Jawaban

δ = 1,211 mm
8.Lendutan balok

Jawaban: δmid = 8,854 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.

P = 17000 N, b = 1000 mm, L = 4000 mm
EI = 1,76 × 10¹² N·mm²

Lendutan tengah bentang

δmid = Pb(3L² − 4b²)/(48EI) = 17000·1000·(3·4000² − 4·1000²)/(48·1,76 × 10¹²) = 8,854 mm

Jawaban

δmid = 8,854 mm
9.Tekuk kolom

Jawaban: Pcr = 387,6 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·50⁴/64 = 306796 mm⁴

Panjang efektif

KL = 0,5·2500 = 1250 mm

Beban kritis

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·306796/1250² = 387578 N = 387,6 kN

Jawaban

Pcr = 387,6 kN
10.Tekuk kolom

Jawaban: σcr = 11,99 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·50⁴/64 = 306796 mm⁴

Jari-jari girasi dan kelangsingan

A = 1963 mm²
r = √(I/A) = √(306796/1963) = 12,5 mm
KL = 2·1500 = 3000 mm
KL/r = 3000/12,5 = 240

Tegangan kritis

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·70000/240² = 11,99 MPa

Jawaban

σcr = 11,99 MPa
11.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 2,825 × 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 = 120·10 = 1200 mm², yf = 100 + 10/2 = 105 mm
badan: Aw = 12·100 = 1200 mm², yw = 100/2 = 50 mm

Titik berat

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (1200·105 + 1200·50)/2400 = 77,5 mm

Teorema sumbu sejajar

sayap: 120·10³/12 + 1200·(105 − 77,5)² = 917500 mm⁴
badan: 12·100³/12 + 1200·(50 − 77,5)² = 1,907 × 10⁶ mm⁴
Ix = 917500 + 1,907 × 10⁶ = 2,825 × 10⁶ mm⁴ = 2,825 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 2,825 × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersia

Jawaban: σj = 103,1 MPa

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.

Persegi panjang luar dikurangi dua potongan samping

Kedua potongan bersama-sama selebar (B − tw) dan setinggi hw = H − 2tf, dan memakai sumbu x yang sama.

hw = 360 − 2·20 = 320 mm
Ix = (B·H³ − (B − tw)·hw³)/12 = (120·360³ − 114·320³)/12
Ix = 1,553 × 10⁸ mm⁴

Tegangan lentur

y = 180 − 20 = 160 mm
σ = M·y/I = 1 × 10⁸·160/1,553 × 10⁸ = 103,1 MPa

Jawaban

σj = 103,1 MPa
13.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ = 128 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) = 16·3 + 20·4 = 128 kPa

Jawaban

σ = 128 kPa
14.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ′ = 72,73 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·1 + γsat,sand·3 + γsat,clay·3,5
σ = 15,5·1 + 20,5·3 + 17·3,5 = 136,5 kPa

Tekanan air pori

Tekanan air bertambah dengan kedalaman di bawah muka air tanah.

u = γw·(z − zw) = 9,81·6,5 = 63,77 kPa

Tegangan efektif

σ′ = σ − u = 136,5 − 63,77 = 72,73 kPa

Jawaban

σ′ = 72,73 kPa
15.Penurunan konsolidasi

Jawaban: S = 6,776 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.

Bandingkan dengan tekanan prakonsolidasi

σ′f = 110 + 25 = 135 kPa ≤ 160 kPa

Penurunan

Lempung tetap berada pada garis rekompresinya.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0,02·8/(1 + 1,1)·log₁₀(135/110) = 6,776 mm

Jawaban

S = 6,776 mm
16.Penurunan konsolidasi

Jawaban: t = 1076 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 = 25/2 = 12,5 mm = 0,0125 m
Hdr,field = 5,5 m

Skalakan waktunya

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

tfield = 8·(5,5/0,0125)² = 1,549 × 10⁶ min
tfield = 1,549 × 10⁶/1440 = 1076 hari

Jawaban

t = 1076 hari
17.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 88,29 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 = 2 + 2/2 = 3 m
A = H·b = 2·1,5 = 3 m²
pintu aird = 2 mH = 2 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·3·3 = 88,29 kN

Jawaban

F = 88,29 kN
18.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 111,2 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 = 0,5 + 2/2 = 1,5 m
A = H·b = 2·3 = 6 m²
pintu aird = 0,5 mH = 2 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1260·9,81·1,5·6 = 111,2 kN

Jawaban

F = 111,2 kN
19.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: Δp = 358,4 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·(1000/0,1)·1,6²/(2·9,81) = 36,53 m

Penurunan tekanan

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

Δp = ρ·g·hf = 1000·9,81·36,53 = 358400 Pa = 358,4 kPa

Jawaban

Δp = 358,4 kPa
20.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: Q = 168,3 L/s

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.

Koefisien kerugian

f·L/D = 0,015·200/0,25 = 12
ΣK = 0,5 + 4·0,3 + 2 + 1,0 = 4,7

Persamaan energi

Kedua permukaan terbuka ke udara dan praktis diam, sehingga seluruh Δz hilang di dalam pipa.

10 = (12 + 4,7)·V²/(2·9,81)
V = √(2·9,81·10/16,7) = 3,428 m/s

Debit

Q = V·π·D²/4 = 3,428·0,04909 = 0,1683 m³/s = 168,3 L/s

Jawaban

Q = 168,3 L/s
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: Q = 2,809 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 = 1,5·1,9 = 2,85 m²
P = b + 2y = 1,5 + 2·1,9 = 5,3 m
R = A/P = 0,5377 m

Kecepatan

V = (1/0,015)·0,53772/3·0,00051/2 = 0,9858 m/s

Debit

Q = A·V = 2,85·0,9858 = 2,809 m³/s

Jawaban

Q = 2,809 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: S = 0,0009871 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 = 5·0,8 = 4 m²
P = b + 2y = 5 + 2·0,8 = 6,6 m
R = A/P = 0,6061 m

Selesaikan Manning untuk S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,012·7,5/(4·0,7162) = 0,03142
S = 0,03142² = 0,0009871

Jawaban

S = 0,0009871

Itu penurunan 0,9871 m per kilometer.

23.Pompa & daya pompa

Jawaban: Pel = 114,7 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 = 1000·9,81·0,1·72 = 70,63 kW

Daya poros

Pshaft = 70,63/0,7 = 100,9 kW

Daya listrik

Pel = 100,9/0,88 = 114,7 kW

Jawaban

Pel = 114,7 kW
24.Pompa & daya pompa

Jawaban: H = 61,46 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 = 0,05/0,01767 = 2,829 m/s
V²/(2g) = 0,408 m

Kehilangan head

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (58,67 + 5)·0,408 = 25,98 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 = 10 + 25,48 + 25,98 = 61,46 m

Jawaban

H = 61,46 m
25.Nilai waktu uang

Jawaban: EAR = 27,11 %

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 per periode

r/m = 0,24/365 = 0,0006575

Majemukkan selama satu tahun

EAR = (1 + 0,0006575)365 − 1 = 1,271 − 1 = 27,11%

Jawaban

EAR = 27,11%

EAR selalu di atas suku bunga nominal jika bunga dimajemukkan lebih dari sekali setahun.

26.Nilai waktu uang

Jawaban: N = 68 angsuran

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.

Susun ulang rumus anuitas

i = 0,005
(1 + i)−N = 1 − 20 000·0,005/350 = 0,7143

Selesaikan dengan logaritma

N = −ln(0,7143)/ln(1,005) = 67,46

Bulatkan ke atas ke angsuran penuh

67 angsuran penuh menyisakan sedikit saldo, yang dilunasi oleh angsuran terakhir yang lebih kecil.

N = 68

Jawaban

N = 68 angsuran
27.NPV & IRR

Jawaban: NPV = 15466 €

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.

Nilai sekarang setiap arus kas

CF0 = −45 000
CF1/(1 + 0,07)1 = 17 000/1,07 = 15 887,85
CF2/(1 + 0,07)2 = 15 000/1,145 = 13 101,58
CF3/(1 + 0,07)3 = 18 000/1,225 = 14 693,36
CF4/(1 + 0,07)4 = 22 000/1,311 = 16 783,69

Jumlahkan

NPV = €15 466,49

Jawaban

NPV = €15 466,49

NPV positif, jadi proyek menghasilkan lebih dari pengembalian yang disyaratkan.

28.NPV & IRR

Jawaban: MIRR = 10,19 %

IRR termodifikasi: majemukkan setiap arus masuk ke depan sampai akhir proyek pada tingkat reinvestasi (biasanya biaya modal) untuk mendapatkan nilai akhir TV. MIRR adalah tingkat yang mengubah investasi awal menjadi TV: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1.

Nilai akhir arus masuk

6 500·1,082 = 7 581,60
8 500·1,081 = 9 180,00
10 000·1,080 = 10 000,00
TV = 26 761,60

MIRR

MIRR = (26 761,60/20 000)1/3 − 1 = 10,19%

Jawaban

MIRR = 10,19%
29.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,06681

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 total

μT = 192 kg, σT = 0,8·√16 = 3,2 kg

Standarkan

z = (196,8 − 192)/3,2 = 1,5

Peluang

P = 1 − Φ(1,5) = 0,06681

Jawaban

P = 0,06681
30.Distribusi normal

Jawaban: x = 124,7 poin

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.

z untuk persentil

Φ(z) = 0,95 → z = 1,645

Kembali ke x

x = 100 + 1,645·15 = 124,67 poin

Jawaban

x = 124,67 poin

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