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
P1​ = 35 kNP2​ = 60 kNABRA​RB​ = ?6 m1 m3 m

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

L = 10 mP1 = 35 kN di 6 mP2 = 60 kN di 7 m
RB = kN
2.Reaksi tumpuan balokSulit
w = 8 kN/mP = 15 kNABRA​RB​ = ?1 m3 m1 m

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

L = 5 mP = 15 kN di 4 mw = 8 kN/m dari 1 sampai 4 m
RB = kN
3.Rangka batang: metode titik buhulSedang
ABCDEFGH40 kN10 kN40 kN4 × 4 m4 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: 40 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 FC
  13. 13elemen HC
4.Rangka batang: metode titik buhulSulit
ABCDEFGH20 kN30 kN35 kN4 × 4 m4 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: 20 kN ↓D: 30 kN ↓F: 35 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
w = 4 kN/mP = 15 kNAB2,5 m

Kantilever dijepit di A. Kantilever menahan beban merata w di sepanjang batang dan beban terpusat P pada jarak 2,5 m dari A. Cari momen lentur MA di tumpuan jepit A. Anggap positif momen yang membuat serat bawah tertarik dan gaya geser ke atas pada muka kiri.

L = 2,5 mP = 15 kN di 2,5 mw = 4 kN/m dari 0 sampai 2,5 m
MA = kN·m
6.Gaya geser & momen lenturSulit
25 kN30 kN20 kNABCDEFG2 m2 m2 m2 m2 m2 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.

25 kN @ 0 m30 kN @ 12 m20 kN @ 8 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 2 m)
  3. 3C (x = 4 m)
  4. 4D (x = 6 m)
  5. 5E (x = 8 m)
  6. 6F (x = 10 m)
  7. 7G (x = 12 m)
7.Lendutan balokSedang
P = 29 kNABδ2,5 m0,5 m

Kantilever sepanjang L dijepit di A dan menahan beban terpusat P pada jarak a = 2,5 m dari A. Cari lendutan δB di ujung bebas B.

P = 29 kNa = 2,5 mL = 3 mE = 200 GPa (baja)I = 84 × 10⁶ mm⁴
δB = mm
8.Lendutan balokSulit
w = 15 kN/mAB3 m

Kantilever bertopang dijepit di A dan ditumpu sederhana (ditopang) di B. Balok menahan beban merata w di sepanjang batang. EI konstan. Cari besar momen lentur MA di ujung jepit.

L = 3 mw = 15 kN/m
MA = kN·m
9.Tekuk kolomSedang
PL = 1 m30 × 50 mmpenampang

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

L = 1 mE = 200 GPa (baja)b × h = 30 × 50 mm
Pcr = kN
10.Tekuk kolomSulit
P = 105 kNL = 2 md = ?penampang

Kolom bulat pejal sepanjang L dari aluminium dengan tumpuan sendi di kedua ujung. Kolom harus menahan 105 kN dengan faktor keamanan 2,5 terhadap tekuk. Cari diameter terkecil d.

P = 105 kNn = 2,5L = 2 mE = 70 GPa (aluminium)
d = mm
11.Titik berat & momen inersiaSedang
100 mm300 mm180 mmØ40xIx​ = ?

Sebuah pelat 100 mm × 300 mm memiliki lubang lingkaran berdiameter 40 mm pada garis tengah vertikalnya, dengan pusat 180 mm di atas dasar. Cari momen inersia luas Ix terhadap sumbu horizontal melalui titik berat.

b = 100 mmh = 300 mmd = 40 mmpusat lubang: y = 180 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersiaSulit
1001028020xM positifdimensi dalam mm

Balok besi tuang memiliki penampang T seperti pada gambar, dengan sayap di atas. Tegangan izinnya 50 MPa untuk tarik dan 150 MPa untuk tekan. Cari momen lentur positif terbesar Mallow yang dapat ditahan balok.

bf = 100 mmtf = 10 mmtw = 20 mmhw = 280 mmσt,allow = 50 MPaσc,allow = 150 MPa
Mallow = kN·m
13.Tegangan efektif tanahSedang
pasirγd​ = 16,5 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³12 mmuka air tanahXz = 11 m

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

z = 11 mzw = 4 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 16,5 kN/m³pasir: γsat = 20,5 kN/m³
σ = kPa
14.Tegangan efektif tanahSulit
pasirγd​ = 15 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³4 mlempungγsat​ = 18 kN/m³5 mmuka air tanahXz = 6,5 m

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

z = 6,5 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 15 kN/m³pasir: γsat = 20,5 kN/m³lempung: γsat = 18 kN/m³
σ′ = kPa
15.Penurunan konsolidasiSedang
Δσ = 40 kPapasirlempungCc​ = 0,4, Cr​ = 0,02e0​ = 0,95σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 110 kPa4 mmuka air tanah

Lapisan lempung terkonsolidasi berlebih setebal 4 m memiliki Cc = 0,4, Cr = 0,02, dan e₀ = 0,95. Di tengah kedalamannya tegangan vertikal efektifnya 50 kPa dan tekanan prakonsolidasinya 110 kPa. Sebuah bangunan baru menambah tegangan vertikal 40 kPa di tengah kedalaman. Cari penurunan konsolidasi primer S dalam mm.

H = 4 mCc = 0,4Cr = 0,02e0 = 0,95σ′0 = 50 kPaσ′p = 110 kPaΔσ = 40 kPa
S = mm
16.Penurunan konsolidasiSulit
pasirlempungH = 5,5 mcv​ = 0,8 m²/tahun5,5 mbatuan kedap airmuka air tanah

Sebuah lapisan lempung setebal 5,5 m memiliki koefisien konsolidasi cv = 0,8 m²/tahun. Lapisan berada di atas batuan kedap air, dengan pasir di atasnya, sehingga air hanya terdrainase keluar di atas. Untuk konsolidasi rata-rata 80% faktor waktunya Tv = 0,567. Berapa tahun t yang diperlukan lapisan untuk mencapai konsolidasi 80%?

H = 5,5 mcv = 0,8 m²/tahunU = 80%Tv = 0,567drainase tunggal
t = tahun
17.Gaya hidrostatisSedang
pintu aird = 4 mH = 2 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1,5 m berada di dinding tangki berisi air, dengan tepi atasnya 4 m di bawah permukaan. Cari gaya hidrostatis resultan F pada pintu air.

d = 4 mH = 2 mb = 1,5 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Gaya hidrostatisSulit
pintu aird = 1,5 mH = 1,5 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1 m berada di dinding tangki berisi gliserin, dengan tepi atasnya 1,5 m di bawah permukaan. Cari kedalaman ycp pusat tekanan di bawah permukaan.

d = 1,5 mH = 1,5 mb = 1 mρ = 1260 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Gesekan pipa & kehilangan headSedang
Q = 6 L/sD = 75 mmL = 50 mf = 0,03

Air mengalir dengan debit 6 L/s melalui pipa sepanjang 50 m dengan diameter dalam 75 mm. Gunakan faktor gesekan Darcy f = 0,03 dan g = 9,81 m/s². Cari kehilangan head akibat gesekan hf.

Q = 6 L/sL = 50 mD = 75 mmf = 0,03g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Gesekan pipa & kehilangan headSulit
K = 10keluaran bebasH = ?L = 100 m, D = 250 mm, f = 0,0222× belokan (K = 0,3)

Sebuah pipa sepanjang 100 m dengan diameter dalam 250 mm (faktor gesekan Darcy f = 0,022) berawal dari reservoir terbuka dan mengeluarkan air sebagai pancaran bebas ke udara. Kerugian minornya adalah lubang masuk bersudut tajam (K = 0,5), 2 belokan (masing-masing K = 0,3), dan sebuah katup (K = 10). Gunakan g = 9,81 m/s². Berapa tinggi H permukaan reservoir harus berada di atas lubang keluar pipa untuk debit 120 L/s?

Q = 120 L/sL = 100 mD = 250 mmf = 0,022Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×2)Kvalve = 10
H = m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sedang
D = 300 mmn = 0,013, S = 0,0015

Sebuah saluran drainase beton dengan diameter dalam 300 mm mengalir setengah penuh. n Manning = 0,013 dan kemiringannya S = 0,0015. Cari debit Q dalam m³/s.

D = 300 mmn = 0,013S = 0,0015
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sulit
b = 5,5 my = 2,2 m3 : 1n = 0,014, Q = 105 m³/s

Sebuah saluran trapesium beton kasar dengan lebar dasar 5,5 m dan kemiringan sisi 3:1 (horizontal:vertikal) harus mengalirkan 105 m³/s dalam aliran seragam pada kedalaman 2,2 m. n Manning = 0,014. Cari kemiringan dasar yang diperlukan S (dalam m/m).

Q = 105 m³/sb = 5,5 my = 2,2 mz = 3n = 0,014
S = m/m
23.Pompa & daya pompaSedang
PQ = 25 L/sH = 38 m

Dalam sebuah pengujian, pompa mengalirkan 25 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) melawan head 38 m sementara porosnya menyerap 11,9 kW. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari efisiensi pompa η dalam persen.

Q = 25 L/sH = 38 mPshaft = 11,9 kWg = 9,81 m/s²
η = %
24.Pompa & daya pompaSulit
300 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 300 kPa. Cari head H yang harus ditambahkan pompa.

Q = 60 L/sΔz = 12 mL = 300 mD = 200 mmf = 0,022ΣK = 6ptank = 300 kPa
H = m
25.Nilai waktu uangSedang
tahun01234567PV = ?€10 000

Anda butuh €10 000 dalam 7 tahun. Sebuah rekening memberi 3,6% per tahun, dimajemukkan triwulanan. Berapa yang harus Anda setor hari ini? Tentukan nilai sekarang PV.

FV = €10 0003,6% / 4n = 7
PV = €
26.Nilai waktu uangSulit
tahun0123…20€2 000€2 000€2 000FV = ?

Anda menyetor €2 000 di awal setiap tahun selama 20 tahun, setoran pertama hari ini. Rekening memberi bunga 6% per tahun. Berapa saldo rekening di akhir tahun ke-20? Tentukan FV.

A = €2 000i = 6%n = 20
FV = €
27.NPV & IRRSedang
tahun01234−60 00013 00012 00019 00021 000

Investasi sebesar €60 000 memberikan arus kas berikut di akhir tahun 1 sampai 4: €13 000, €12 000, €19 000, €21 000. Biaya modal 7,000000000000001%. Tentukan nilai sekarang bersih NPV.

r = 7,000000000000001%CF0 = −60 000CF1 = 13 000CF2 = 12 000CF3 = 19 000CF4 = 21 000
NPV = €
28.NPV & IRRSulit
tahun01234−40 00020 50022 00023 00021 500

Sebuah proyek berbiaya €40 000 dan menghasilkan €20 500, €22 000, €23 000, €21 500 di akhir tahun 1 sampai 4. Arus kas dapat diinvestasikan kembali pada biaya modal 6%. Tentukan tingkat pengembalian internal termodifikasi MIRR dalam persen.

r = 6%CF0 = −40 000CF1 = 20 500CF2 = 22 000CF3 = 23 000CF4 = 21 500
MIRR = %
29.Distribusi normalSedang
200 mm200,3 mmX + Y?

X normal dengan rata-rata 120 mm dan simpangan baku 0,3 mm; Y saling bebas dan normal dengan rata-rata 80 mm dan simpangan baku 0,4 mm. Cari peluang P bahwa X + Y lebih dari 200,3 mm. Bulatkan z ke dua desimal.

μX = 120, σX = 0,3μY = 80, σY = 0,4X + Y > 200,3 mm
P =
30.Distribusi normalSulit
10 g0X − Y?

Massa X produk dari lini 1 dan Y dari lini 2 saling bebas dan normal: X memiliki rata-rata 500 g dan simpangan baku 8 g, Y memiliki rata-rata 490 g dan simpangan baku 6 g. Cari peluang P bahwa X lebih besar dari Y. Bulatkan z ke dua desimal.

μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =

3Larutan

1.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RB = 63 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.

P1​ = 35 kNP2​ = 60 kNABRA​RB​6 m1 m3 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.

ΣMA = 0: RB·10 = 35·6 + 60·7
RB = 630/10 = 63 kN
ΣFy = 0: RA = 95 − 63 = 32 kN

Jawaban

RB = 63 kN
2.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RB = 24 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 = 8 kN/mP = 15 kNABRA​RB​1 m3 m1 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 = 8·3 = 24 kN, bekerja di x̄ = 2,5 m
ΣMA = 0: RB·5 = 15·4 + 8·3·2,5
RB = 120/5 = 24 kN
ΣFy = 0: RA = 39 − 24 = 15 kN

Jawaban

RB = 24 kN
3.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: elemen DH

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 D

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

ΣF⊥ = 0 → FDH = 0

Periksa dengan metode simpul

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

AB: 57,5 kN (T), BC: 57,5 kN (T), CD: 32,5 kN (T), DE: 32,5 kN (T), FG: 65 kN (C), GH: 65 kN (C), AF: 81,32 kN (C), HE: 45,96 kN (C), BF: 40 kN (T), CG: 40 kN (C), DH: 0, FC: 10,61 kN (T), HC: 45,96 kN (T)

Jawaban

Elemen gaya-nol: DH
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: 48,75 kN (T), BC: 42,5 kN (T), CD: 42,5 kN (T), DE: 36,25 kN (T), FG: 48,75 kN (C), GH: 36,25 kN (C), AF: 19,45 kN (C), HE: 51,27 kN (C), BF: 13,75 kN (T), CG: 0, DH: 36,25 kN (T), BG: 8,839 kN (T), DG: 8,839 kN (C)

Jawaban

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

Jawaban: MA = −50 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.

Ambil bagian ujung bebas

P: −15·2,5 = −37,5 kN·m
w: −4·2,5²/2 = −12,5 kN·m
MA = −37,5 − 12,5 = −50 kN·m

Jawaban

MA = −50 kN·m

Negatif berarti momen negatif: sisi atas tertarik.

6.Gaya geser & momen lentur

Jawaban: F (x = 10 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 = 28,75 kN, R2 = 46,25 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 = −50, MC = −42,5, MD = −35, ME = −27,5, MF = −60 kN·m, MG = 0

Jawaban

Tanda F: MF = −60 kN·m
7.Lendutan balok

Jawaban: δB = 11,69 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 = 29000 N, a = 2500 mm, L = 3000 mm
EI = 1,68 × 10¹³ N·mm²

Lendutan di ujung bebas

Lendutan di titik beban ditambah kemiringan di titik beban dikali sisa panjang.

δP = Pa³/(3EI) = 8,991 mm
θP = Pa²/(2EI) = 0,005394 rad
δB = δP + θP·(L − a) = Pa²(3L − a)/(6EI) = 11,69 mm

Jawaban

δB = 11,69 mm
8.Lendutan balok

Jawaban: MA = 16,88 kN·m

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). Untuk balok statis tak tentu, lepaskan satu tumpuan kelebihan dan syaratkan lendutan di sana nol (kompatibilitas).

Lepaskan topang

Tanpa topang, balok adalah kantilever. Ujung bebasnya akan melendut akibat beban.

δload = wL⁴/(8EI)

Kompatibilitas di topang

Gaya topang RB sendiri mengangkat ujung bebas sebesar RBL³/(3EI). Topang menahan B pada lendutan nol, jadi keduanya harus saling meniadakan. EI saling menghapus.

RB·L³/(3EI) = wL⁴/(8EI) → RB = 3wL/8 = 3·15·3/8 = 16,88 kN

Momen di ujung jepit

Momen beban dan gaya topang terhadap A.

MA = wL²/2 − RB·L = 67,5 − 50,63 = 16,88 kN·m

Jawaban

MA = 16,88 kN·m
9.Tekuk kolom

Jawaban: Pcr = 55,52 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

Persegi panjang menekuk terhadap sumbu lemahnya, dengan dimensi terkecil dipangkatkan tiga.

Imin = h·b³/12 = 50·30³/12 = 112500 mm⁴

Panjang efektif

KL = 2·1000 = 2000 mm

Beban kritis

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·112500/2000² = 55517 N = 55,52 kN

Jawaban

Pcr = 55,52 kN
10.Tekuk kolom

Jawaban: d = 74,59 mm

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.

Beban kritis yang diperlukan

Pcr = n·P = 2,5·105000 = 262500 N
KL = 1·2000 = 2000 mm

Selesaikan untuk diameter

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·262500·2000²/(π³·70000))^(1/4) = 74,59 mm

Jawaban

d = 74,59 mm

Periksa: kelangsingan KL/r adalah 107,2, jadi kolom langsing dan rumus Euler berlaku.

11.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 223,7 × 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 = (30000·150 − 1257·180)/(30000 − 1257) = 148,7 mm

Pelat penuh terhadap ȳ

100·300³/12 + 30000·1,312² = 225,1 × 10⁶ mm⁴

Lubang terhadap ȳ

π·40⁴/64 + 1257·31,31² = 1,358 × 10⁶ mm⁴

Kurangkan

Ix = 223,7 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 223,7 × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Mallow = 16,8 kN·m

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.

Titik berat

ȳ = (1000·285 + 5600·140)/6600 = 162 mm
tepi atas: c = 290 − 162 = 128 mm

Momen inersia penampang

I = 100·10³/12 + 1000·123² + 20·280³/12 + 5600·21,97² = 5,443 × 10⁷ mm⁴

Momen yang diizinkan tiap tepi

Momen positif: sisi atas tertekan, sisi bawah tertarik.

tepi atas: M = 150·5,443 × 10⁷/128 = 63,78 kN·m
tepi bawah: M = 50·5,443 × 10⁷/162 = 16,8 kN·m

Nilai yang menentukan

Mallow = min = 16,8 kN·m (tepi bawah)

Jawaban

Mallow = 16,8 kN·m
13.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ = 209,5 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) = 16,5·4 + 20,5·7 = 209,5 kPa

Jawaban

σ = 209,5 kPa
14.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ′ = 71,85 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·2 + γsat,sand·2 + γsat,clay·2,5
σ = 15·2 + 20,5·2 + 18·2,5 = 116 kPa

Tekanan air pori

Tekanan air bertambah dengan kedalaman di bawah muka air tanah.

u = γw·(z − zw) = 9,81·4,5 = 44,15 kPa

Tegangan efektif

σ′ = σ − u = 116 − 44,15 = 71,85 kPa

Jawaban

σ′ = 71,85 kPa
15.Penurunan konsolidasi

Jawaban: S = 10,47 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 = 50 + 40 = 90 kPa ≤ 110 kPa

Penurunan

Lempung tetap berada pada garis rekompresinya.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0,02·4/(1 + 0,95)·log₁₀(90/50) = 10,47 mm

Jawaban

S = 10,47 mm
16.Penurunan konsolidasi

Jawaban: t = 21,44 tahun

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 = H = 5,5 m

Waktu

t = Tv·Hdr²/cv = 0,567·5,5²/0,8 = 21,44 tahun

Jawaban

t = 21,44 tahun
17.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 147,2 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 = 4 + 2/2 = 5 m
A = H·b = 2·1,5 = 3 m²
pintu aird = 4 mH = 2 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·5·3 = 147,2 kN

Jawaban

F = 147,2 kN
18.Gaya hidrostatis

Jawaban: ycp = 2,333 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 = 1,5 + 1,5/2 = 2,25 m
A = H·b = 1,5·1 = 1,5 m²
pintu aird = 1,5 mH = 1,5 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1260·9,81·2,25·1,5 = 41,72 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) = 2,25 + 0,2813/(2,25·1,5) = 2,333 m

Jawaban

ycp = 2,333 m
19.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: hf = 1,88 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 rata-rata

A = π·0,075²/4 = 0,004418 m²
V = Q/A = 0,006/0,004418 = 1,358 m/s

Head kecepatan

V²/(2g) = 1,358²/(2·9,81) = 0,09401 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,03·(50/0,075)·1,358²/(2·9,81) = 1,88 m

Jawaban

hf = 1,88 m
20.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: H = 6,366 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 = 0,12/0,04909 = 2,445 m/s
V²/(2g) = 0,3046 m

Koefisien kerugian

f·L/D = 0,022·100/0,25 = 8,8
ΣK = 0,5 + 2·0,3 + 10 = 11,1

Persamaan energi

Pancaran keluar masih membawa head kecepatannya; itu bukan kerugian, tetapi harus disediakan.

H = (1 + 8,8 + 11,1)·0,3046 = 6,366 m

Jawaban

H = 6,366 m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: Q = 0,01873 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 = 0,03534 m², R = D/4 = 0,075 m

Kecepatan

V = (1/0,013)·0,0752/3·0,00151/2 = 0,5298 m/s

Debit

Q = A·V = 0,03534·0,5298 = 0,01873 m³/s

Jawaban

Q = 0,01873 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: S = 0,002002 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 + z·y)·y = (5,5 + 3·2,2)·2,2 = 26,62 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 5,5 + 2·2,2·√(1 + 3²) = 19,41 m
R = A/P = 1,371 m

Selesaikan Manning untuk S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,014·105/(26,62·1,234) = 0,04474
S = 0,04474² = 0,002002

Jawaban

S = 0,002002

Itu penurunan 2,002 m per kilometer.

23.Pompa & daya pompa

Jawaban: η = 78,32 %

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 = 1000·9,81·0,025·38 = 9,319 kW

Efisiensi

η = Ph/Pshaft = 9,319/11,9 = 78,32%

Jawaban

η = 78,32%
24.Pompa & daya pompa

Jawaban: H = 49,83 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) = 300000/(1000·9,81) = 30,58 m

Head pompa

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

H = Δz + p/(ρ·g) + hL = 12 + 30,58 + 7,251 = 49,83 m

Jawaban

H = 49,83 m
25.Nilai waktu uang

Jawaban: PV = 7781 €

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 = 0,036000000000000004/4 = 0,009
N = 4·7 = 28

Nilai sekarang

PV = FV/(1 + i)N = 10 000/1,285 = €7 781,21

Jawaban

PV = €7 781,21
26.Nilai waktu uang

Jawaban: FV = 77985 €

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.

Faktor anuitas biasa

((1 + 0,06)20 − 1)/0,06 = 36,79

Anuitas di muka

Setiap setoran diinvestasikan satu tahun lebih lama.

FV = 2 000·36,79·1,06 = €77 985,45

Jawaban

FV = €77 985,45
27.NPV & IRR

Jawaban: NPV = −5839 €

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 = −60 000
CF1/(1 + 0,07)1 = 13 000/1,07 = 12 149,53
CF2/(1 + 0,07)2 = 12 000/1,145 = 10 481,26
CF3/(1 + 0,07)3 = 19 000/1,225 = 15 509,66
CF4/(1 + 0,07)4 = 21 000/1,311 = 16 020,80

Jumlahkan

NPV = €−5 838,74

Jawaban

NPV = €−5 838,74

NPV negatif, jadi proyek menghasilkan kurang dari pengembalian yang disyaratkan.

28.NPV & IRR

Jawaban: MIRR = 24,15 %

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

20 500·1,063 = 24 415,83
22 000·1,062 = 24 719,20
23 000·1,061 = 24 380,00
21 500·1,060 = 21 500,00
TV = 95 015,03

MIRR

MIRR = (95 015,03/40 000)1/4 − 1 = 24,15%

Jawaban

MIRR = 24,15%
29.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,2743

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 jumlah

μ = 200 mm, σ = √(0,3² + 0,4²) = 0,5 mm

Standarkan

z = (200,3 − 200)/0,5 = 0,6

Ekor atas

P = 1 − Φ(0,6) = 1 − 0,7257 = 0,2743

Jawaban

P = 0,2743
30.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,8413

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 = 500 − 490 = 10 g, σ = 10 g

Standarkan

z = (0 − 10)/10 = −1

Peluang

P = 1 − Φ(−1) = 0,8413

Jawaban

P = 0,8413

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