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​ = 45 kNP2​ = 35 kNABRA​RB​ = ?1 m0,5 m2,5 m

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

L = 4 mP1 = 45 kN di 1 mP2 = 35 kN di 1,5 m
RB = kN
2.Reaksi tumpuan balokSulit
w = 12 kN/mP = 25 kNABRA​RB​ = ?1 m6 m2 m1 m

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

L = 10 mP = 25 kN di 1 mw = 12 kN/m dari 7 sampai 9 m
RB = kN
3.Rangka batang: metode titik buhulSedang
ABBCACACB35 kN5 m3 m4 m

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

bentang = 5 mtinggi = 4 mB berjarak 3 m dari Abeban vertikal = 35 kN
FAB = kN
4.Rangka batang: metode titik buhulSulit
ABCDEFGH15 kN30 kN10 kN25 kN4 × 3 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.

D: 15 kN ↓F: 30 kN ↓F: 10 kN →G: 25 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
5.Gaya geser & momen lenturSedang
M0​ = 55 kN·mAB8 m2 m

Balok sederhana menahan kopel searah jarum jam M0 = 55 kN·m di x = 8 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 = 10 mM0 = 55 kN·m searah jarum jam, di 8 m
Mx = kN·m
6.Gaya geser & momen lenturSulit
w = 2 kN/mP = 35 kNABpotongan8 m2 m

Cari momen lentur Mx pada potongan x = 8 m dari tumpuan A. Anggap positif momen yang membuat serat bawah tertarik dan gaya geser ke atas pada muka kiri.

L = 10 mP = 35 kN di 8 mw = 2 kN/m dari 0 sampai 10 mx = 8 m
Mx = kN·m
7.Lendutan balokSedang
w = 12 kN/mABθ4 m

Balok sederhana menahan beban merata w di seluruh bentang. Cari kemiringan θA balok di tumpuan A, dalam radian.

w = 12 kN/mL = 4 mE = 70 GPa (aluminium)I = 84 × 10⁶ mm⁴
θA = rad
8.Lendutan balokSulit
P = 65 kNAB3 m3 m

Kantilever bertopang dijepit di A dan ditumpu sederhana (ditopang) di B. Balok menahan beban terpusat P di tengah bentang. EI konstan. Cari besar momen lentur MA di ujung jepit.

L = 6 mP = 65 kN di 3 m
MA = kN·m
9.Tekuk kolomSedang
PL = 2,5 m40 × 80 mmpenampang

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

L = 2,5 mE = 200 GPa (baja)b × h = 40 × 80 mm
Pcr = kN
10.Tekuk kolomSulit
PL = 3 md = 40 mmpenampang

Kolom sepanjang L dari baja dengan tumpuan jepit di kedua ujung. Cari kelangsingannya dan tegangan tekuk kritis σcr dari rumus Euler.

L = 3 mE = 200 GPa (baja)d = 40 mm
σcr = MPa
11.Titik berat & momen inersiaSedang
120120t = 8ȳ = ?dimensi dalam mm

Profil kanal diletakkan dengan sisi terbuka ke atas: pelat dasar selebar 120 mm dengan dua kaki tegak, setinggi total 120 mm. Dasar dan kaki semuanya setebal 8 mm. Cari tinggi ȳ titik berat di atas tepi bawah.

b = 120 mmh = 120 mmt = 8 mm
ȳ = mm
12.Titik berat & momen inersiaSulit
190230142001412xdimensi dalam mm

Profil I las memiliki sayap atas 190 × 14 mm, badan setinggi 200 mm dan setebal 12 mm, dan sayap bawah 230 × 14 mm (lebar × tebal). Cari momen inersianya Ix terhadap sumbu horizontal x yang melalui titik beratnya.

sayap atas: 190 × 14 mmbadan: 12 × 200 mmsayap bawah: 230 × 14 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Tegangan efektif tanahSedang
pasirγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³8 mmuka air tanahXz = 6 m

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

z = 6 mzw = 3 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 17 kN/m³pasir: γsat = 20 kN/m³
σ′ = kPa
14.Tegangan efektif tanahSulit
pasirγd​ = 15 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³3 mlempungγsat​ = 17,5 kN/m³8 mmuka air tanahXz = 7 m

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

z = 7 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 15 kN/m³pasir: γsat = 20,5 kN/m³lempung: γsat = 17,5 kN/m³
σ′ = kPa
15.Penurunan konsolidasiSedang
Δσ = 190 kPapasirlempungCc​ = 0,2, Cr​ = 0,04e0​ = 0,6σ′0​ = 85 kPaσ′p​ = 195 kPa4,5 mmuka air tanah

Lapisan lempung terkonsolidasi berlebih setebal 4,5 m memiliki Cc = 0,2, Cr = 0,04, dan e₀ = 0,6. Di tengah kedalamannya tegangan vertikal efektifnya 85 kPa dan tekanan prakonsolidasinya 195 kPa. Sebuah bangunan baru menambah tegangan vertikal 190 kPa di tengah kedalaman. Cari penurunan konsolidasi primer S dalam mm.

H = 4,5 mCc = 0,2Cr = 0,04e0 = 0,6σ′0 = 85 kPaσ′p = 195 kPaΔσ = 190 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 20 mm, berdrainase di atas dan di bawah, mencapai konsolidasi 50% dalam 15 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 = 20 mmtlab = 15 minH = 3,5 mlapangan: drainase tunggal
t = hari
17.Gaya hidrostatisSedang
pintu aird = 1,5 mH = 1,5 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1,5 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 = 1,5 mb = 1,5 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Gaya hidrostatisSulit
pintu aird = 1 mH = 3 m

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

d = 1 mH = 3 mb = 1,5 mρ = 1260 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Gesekan pipa & kehilangan headSedang
Q = 25 L/sD = 200 mmL = 50 mf = 0,025

Air mengalir dengan debit 25 L/s melalui pipa sepanjang 50 m dengan diameter dalam 200 mm. Gunakan faktor gesekan Darcy f = 0,025 dan g = 9,81 m/s². Cari kehilangan head akibat gesekan hf.

Q = 25 L/sL = 50 mD = 200 mmf = 0,025g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Gesekan pipa & kehilangan headSulit
K = 0,2keluaran bebasH = ?L = 200 m, D = 250 mm, f = 0,0154× belokan (K = 0,3)

Sebuah pipa sepanjang 200 m dengan diameter dalam 250 mm (faktor gesekan Darcy f = 0,015) berawal dari reservoir terbuka dan mengeluarkan air sebagai pancaran bebas ke udara. Kerugian minornya adalah lubang masuk bersudut tajam (K = 0,5), 4 belokan (masing-masing K = 0,3), dan sebuah katup (K = 0,2). Gunakan g = 9,81 m/s². Berapa tinggi H permukaan reservoir harus berada di atas lubang keluar pipa untuk debit 75 L/s?

Q = 75 L/sL = 200 mD = 250 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×4)Kvalve = 0,2
H = m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sedang
b = 4 my = 2,4 mn = 0,012, S = 0,0005

Sebuah saluran persegi panjang beton halus selebar 4 m. Air mengalir seragam sedalam 2,4 m. n Manning = 0,012 dan kemiringan dasarnya S = 0,0005. Cari debit Q dalam m³/s.

b = 4 my = 2,4 mn = 0,012S = 0,0005
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sulit
b = 1,5 my = 0,8 m2 : 1n = 0,03, Q = 3,2 m³/s

Sebuah saluran trapesium tanah berlapis rumput dengan lebar dasar 1,5 m dan kemiringan sisi 2:1 (horizontal:vertikal) harus mengalirkan 3,2 m³/s dalam aliran seragam pada kedalaman 0,8 m. n Manning = 0,03. Cari kemiringan dasar yang diperlukan S (dalam m/m).

Q = 3,2 m³/sb = 1,5 my = 0,8 mz = 2n = 0,03
S = m/m
23.Pompa & daya pompaSedang
PQ = 100 L/sH = 76 m

Sebuah pompa dengan efisiensi 80% mengalirkan 100 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 = 100 L/sH = 76 mη = 80%g = 9,81 m/s²
Pshaft = kW
24.Pompa & daya pompaSulit
100 kPa (gauge)PQ = 60 L/sΔz = 9 mL = 100 m, D = 200 mm, f = 0,015, ΣK = 3

Sebuah pompa memindahkan 60 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) dari reservoir bawah yang terbuka ke tangki atas yang permukaan airnya 9 m lebih tinggi. Pipa sepanjang 100 m dengan diameter dalam 200 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,015; koefisien kerugian minornya berjumlah ΣK = 3 (termasuk lubang masuk dan keluar). Gunakan g = 9,81 m/s². Tangki atas tertutup dan udara di atas airnya bertekanan gauge 100 kPa. Cari head H yang harus ditambahkan pompa.

Q = 60 L/sΔz = 9 mL = 100 mD = 200 mmf = 0,015ΣK = 3ptank = 100 kPa
H = m
25.Nilai waktu uangSedang
tahun0123…9€2 000FV = ?

Anda menginvestasikan €2 000 dengan suku bunga nominal 3,6% per tahun, dimajemukkan triwulanan. Tentukan nilai FV investasi setelah 9 tahun.

PV = €2 0003,6% / 4n = 9
FV = €
26.Nilai waktu uangSulit
bulan0123…96€250€250€250FV = ?

Anda menabung €250 di akhir setiap bulan selama 8 tahun. Rekening memberi 6% per tahun, dimajemukkan bulanan. Berapa tabungan Anda di akhir? Tentukan FV.

A = €2506% / 12N = 96
FV = €
27.NPV & IRRSedang
tahun0123−30 0006 00014 0008 000

Investasi sebesar €30 000 memberikan arus kas berikut di akhir tahun 1 sampai 3: €6 000, €14 000, €8 000. Biaya modal 6%. Tentukan nilai sekarang bersih NPV.

r = 6%CF0 = −30 000CF1 = 6 000CF2 = 14 000CF3 = 8 000
NPV = €
28.NPV & IRRSulit
tahun0123…10−150 00018 000+4%+4%+4%r = 12%, NPV = ?

Sebuah proyek berbiaya €150 000 hari ini. Arus kasnya €18 000 di akhir tahun 1 dan tumbuh 4% per tahun sampai arus kas terakhir di akhir tahun ke-10. Biaya modalnya 12%. Tentukan nilai sekarang bersih NPV.

C0 = €150 000CF1 = €18 000g = 4%n = 10r = 12%
NPV = €
29.Distribusi normalSedang
−3−2−10123zluas berarsir di sebelah kanan z = 0,7673

Seret z sehingga luas berarsir di bawah kurva normal baku, di sebelah kanan z, adalah 0,7673. Cari z sampai dua desimal.

A = 0,7673
z =
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 = 24,38 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​ = 45 kNP2​ = 35 kNABRA​RB​1 m0,5 m2,5 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·4 = 45·1 + 35·1,5
RB = 97,5/4 = 24,38 kN
ΣFy = 0: RA = 80 − 24,38 = 55,63 kN

Jawaban

RB = 24,38 kN
2.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RB = 21,7 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 = 12 kN/mP = 25 kNABRA​RB​1 m6 m2 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 = 12·2 = 24 kN, bekerja di x̄ = 8 m
ΣMA = 0: RB·10 = 25·1 + 12·2·8
RB = 217/10 = 21,7 kN
ΣFy = 0: RA = 49 − 21,7 = 27,3 kN

Jawaban

RB = 21,7 kN
3.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: FAB = −17,5 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.

ABBCACACB35 kNAy​Cy​

Reaksi tumpuan

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

ΣMA = 0: Cy·5 = 35·3 → Cy = 21 kN
ΣFy = 0: Ay = 35 − 21 = 14 kN

Titik buhul A

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

sin α = 4/5 = 0,8
ΣFy = 0: Ay + FAB·sin α = 0
FAB = −14/0,8 = −17,5 kN

Jawaban

FAB = −17,5 kN (tekan)
4.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: elemen BF

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 B

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

ΣF⊥ = 0 → FBF = 0

Periksa dengan metode simpul

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

AB: 46,25 kN (T), BC: 46,25 kN (T), CD: 33,75 kN (T), DE: 33,75 kN (T), FG: 52,5 kN (C), GH: 52,5 kN (C), AF: 51,27 kN (C), HE: 47,73 kN (C), BF: 0, CG: 25 kN (C), DH: 15 kN (T), FC: 8,839 kN (T), HC: 26,52 kN (T)

Jawaban

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

Jawaban: Mx = −44 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 = 55/10 = 5,5 kN (ke atas)
RA = −RB = −5,5 kN (ke bawah)

Potong tepat di kiri kopel

Bagian kiri hanya memuat RA.

Mx = RA·a = −5,5·8 = −44 kN·m

Jawaban

Mx = −44 kN·m
6.Gaya geser & momen lentur

Jawaban: Mx = 72 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.

Reaksi tumpuan

Kesetimbangan seluruh balok.

Resultan beban merata: W = w·ℓ = 2·10 = 20 kN, bekerja di x̄ = 5 m
ΣMA = 0: RB·10 = 35·8 + 2·10·5
RB = 380/10 = 38 kN
ΣFy = 0: RA = 55 − 38 = 17 kN
w = 2 kN/mP = 35 kNABRA​ = 17RB​ = 38potongan8 m2 m

Potong di x = 8 m dan ambil bagian kiri

Hanya gaya di kiri potongan yang diperhitungkan. Bagian beban merata bekerja sebagai satu gaya di tengah bagian itu.

M = RA·x − (setiap beban di kiri potongan × jaraknya ke potongan)
Mx = 17·8 − 2·8·4 = 72 kN·m

Jawaban

Mx = 72 kN·m
7.Lendutan balok

Jawaban: θA = 0,005442 rad

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). Kemiringan θ = dv/dx adalah integral pertama dari M/(EI); dengan satuan yang konsisten hasilnya dalam radian.

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 = 12 N/mm, L = 4000 mm
EI = 5,88 × 10¹² N·mm²

Kemiringan ujung

θA = wL³/(24EI) = 12·4000³/(24·5,88 × 10¹²) = 0,005442 rad

Jawaban

θA = 0,005442 rad

Itu sama dengan 0,3118°.

8.Lendutan balok

Jawaban: MA = 73,13 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 = P(L/2)²(3L − L/2)/(6EI) = 5PL³/(48EI)

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) = 5PL³/(48EI) → RB = 5P/16 = 5·65/16 = 20,31 kN

Momen di ujung jepit

Momen beban dan gaya topang terhadap A.

MA = P·L/2 − RB·L = 195 − 121,9 = 73,13 kN·m

Jawaban

MA = 73,13 kN·m
9.Tekuk kolom

Jawaban: Pcr = 275 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 = 80·40³/12 = 426667 mm⁴

Panjang efektif

KL = 0,7·2500 = 1750 mm

Beban kritis

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·426667/1750² = 275006 N = 275 kN

Jawaban

Pcr = 275 kN
10.Tekuk kolom

Jawaban: σcr = 87,73 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·40⁴/64 = 125664 mm⁴

Jari-jari girasi dan kelangsingan

A = 1257 mm²
r = √(I/A) = √(125664/1257) = 10 mm
KL = 0,5·3000 = 1500 mm
KL/r = 1500/10 = 150

Tegangan kritis

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·200000/150² = 87,73 MPa

Jawaban

σcr = 87,73 MPa
11.Titik berat & momen inersia

Jawaban: ȳ = 43,07 mm

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 persegi panjang

Ambil dasar selebar penuh dan dua kaki di atasnya (tinggi h − t), sehingga tidak ada yang terhitung dua kali.

basis: A1 = 120·8 = 960 mm², y1 = 4 mm
dua kaki: A2 = 2·8·112 = 1792 mm², y2 = 8 + 112/2 = 64 mm

Titik berat

ȳ = (960·4 + 1792·64)/2752 = 43,07 mm

Jawaban

ȳ = 43,07 mm
12.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 74,98 × 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 tiga persegi panjang

Ukur setiap y dari tepi bawah.

sayap atas: A = 2660 mm², y = 221 mm
badan: A = 2400 mm², y = 114 mm
sayap bawah: A = 3220 mm², y = 7 mm

Titik berat

ȳ = (2660·221 + 2400·114 + 3220·7)/8280 = 106,8 mm

Teorema sumbu sejajar

sayap atas: 190·14³/12 + 2660·114,2² = 3,476 × 10⁷ mm⁴
badan: 12·200³/12 + 2400·7,237² = 8,126 × 10⁶ mm⁴
sayap bawah: 230·14³/12 + 3220·99,76² = 3,21 × 10⁷ mm⁴
Ix = 3,476 × 10⁷ + 8,126 × 10⁶ + 3,21 × 10⁷
Ix = 7,498 × 10⁷ mm⁴ = 74,98 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 74,98 × 10⁶ mm⁴
13.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ′ = 81,57 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) = 17·3 + 20·3 = 111 kPa

Tekanan air pori

Tekanan air bertambah dengan kedalaman di bawah muka air tanah.

u = γw·(z − zw) = 9,81·3 = 29,43 kPa

Tegangan efektif

σ′ = σ − u = 111 − 29,43 = 81,57 kPa

Jawaban

σ′ = 81,57 kPa
14.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ′ = 71,45 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·2 + γsat,sand·1 + γsat,clay·4
σ = 15·2 + 20,5·1 + 17,5·4 = 120,5 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 = 120,5 − 49,05 = 71,45 kPa

Jawaban

σ′ = 71,45 kPa
15.Penurunan konsolidasi

Jawaban: S = 124,5 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 = 85 + 190 = 275 kPa > 195 kPa

Penurunan

Rekompresi sampai σ′p, kompresi murni setelahnya.

S = 0,04·4,5/(1 + 0,6)·log₁₀(195/85) + 0,2·4,5/(1 + 0,6)·log₁₀(275/195)
S = 40,57 + 83,98 = 124,5 mm

Jawaban

S = 124,5 mm
16.Penurunan konsolidasi

Jawaban: t = 1276 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 = 20/2 = 10 mm = 0,01 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 = 15·(3,5/0,01)² = 1,837 × 10⁶ min
tfield = 1,837 × 10⁶/1440 = 1276 hari

Jawaban

t = 1276 hari
17.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 49,66 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 + 1,5/2 = 2,25 m
A = H·b = 1,5·1,5 = 2,25 m²
pintu aird = 1,5 mH = 1,5 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·2,25·2,25 = 49,66 kN

Jawaban

F = 49,66 kN
18.Gaya hidrostatis

Jawaban: ycp = 2,8 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 = 1 + 3/2 = 2,5 m
A = H·b = 3·1,5 = 4,5 m²
pintu aird = 1 mH = 3 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1260·9,81·2,5·4,5 = 139,1 kN

Pusat tekanan

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

Ic = b·H³/12 = 1,5·3³/12 = 3,375 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 2,5 + 3,375/(2,5·4,5) = 2,8 m

Jawaban

ycp = 2,8 m
19.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: hf = 0,2017 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·0,2²/4 = 0,03142 m²
V = Q/A = 0,025/0,03142 = 0,7958 m/s

Head kecepatan

V²/(2g) = 0,7958²/(2·9,81) = 0,03228 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,025·(50/0,2)·0,7958²/(2·9,81) = 0,2017 m

Jawaban

hf = 0,2017 m
20.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: H = 1,773 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 = 0,075/0,04909 = 1,528 m/s
V²/(2g) = 0,119 m

Koefisien kerugian

f·L/D = 0,015·200/0,25 = 12
ΣK = 0,5 + 4·0,3 + 0,2 = 1,9

Persamaan energi

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

H = (1 + 12 + 1,9)·0,119 = 1,773 m

Jawaban

H = 1,773 m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: Q = 18,96 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 = 4·2,4 = 9,6 m²
P = b + 2y = 4 + 2·2,4 = 8,8 m
R = A/P = 1,091 m

Kecepatan

V = (1/0,012)·1,0912/3·0,00051/2 = 1,975 m/s

Debit

Q = A·V = 9,6·1,975 = 18,96 m³/s

Jawaban

Q = 18,96 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: S = 0,003896 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 = (1,5 + 2·0,8)·0,8 = 2,48 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 1,5 + 2·0,8·√(1 + 2²) = 5,078 m
R = A/P = 0,4884 m

Selesaikan Manning untuk S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,03·3,2/(2,48·0,6202) = 0,06242
S = 0,06242² = 0,003896

Jawaban

S = 0,003896

Itu penurunan 3,896 m per kilometer.

23.Pompa & daya pompa

Jawaban: Pshaft = 93,19 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 = 1000·9,81·0,1·76 = 74,56 kW

Daya poros

Pshaft = Ph/η = 74,56/0,8 = 93,19 kW

Jawaban

Pshaft = 93,19 kW
24.Pompa & daya pompa

Jawaban: H = 21,15 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) = (7,5 + 3)·0,1859 = 1,952 m

Head tekanan

p/(ρ·g) = 100000/(1000·9,81) = 10,19 m

Head pompa

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

H = Δz + p/(ρ·g) + hL = 9 + 10,19 + 1,952 = 21,15 m

Jawaban

H = 21,15 m
25.Nilai waktu uang

Jawaban: FV = 2761 €

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 = 0,036000000000000004/4 = 0,009
N = m·n = 4·9 = 36

Nilai masa depan

FV = 2 000·(1 + 0,009)36 = 2 000·1,381 = €2 761,29

Jawaban

FV = €2 761,29
26.Nilai waktu uang

Jawaban: FV = 30707 €

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 = 0,06/12 = 0,005
N = 12·8 = 96

Nilai masa depan setoran

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 250·(1,614 − 1)/0,005 = €30 707,14

Jawaban

FV = €30 707,14

Anda sendiri menyetor €24 000; sisanya bunga.

27.NPV & IRR

Jawaban: NPV = −5163 €

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 = −30 000
CF1/(1 + 0,06)1 = 6 000/1,06 = 5 660,38
CF2/(1 + 0,06)2 = 14 000/1,124 = 12 459,95
CF3/(1 + 0,06)3 = 8 000/1,191 = 6 716,95

Jumlahkan

NPV = €−5 162,72

Jawaban

NPV = €−5 162,72

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

28.NPV & IRR

Jawaban: NPV = −32235 €

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 anuitas bertumbuh

((1,04)/(1,12))10 = 0,4766
PV = 18 000/(0,12 − 0,04)·(1 − 0,4766) = 117 765,22

NPV

NPV = 117 765,22 − 150 000 = −€32 234,78

Jawaban

NPV = −€32 234,78

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

29.Distribusi normal

Jawaban: z = −0,73

Dari luas kembali ke z: Φ(z) adalah luas di sebelah kiri z. Untuk luas ekor kiri A, cari z dengan Φ(z) = A dalam tabel. Luas ekor kanan A berarti Φ(z) = 1 − A. Luas tengah A di antara −z dan z menyisakan (1 − A)/2 pada setiap ekor, sehingga Φ(z) = (1 + A)/2. Untuk nilai x, pakai x = μ + zσ.

Luas di sebelah kiri z

Φ(z) = 1 − 0,7673 = 0,2327

Baca tabel z secara terbalik

Cari 0,2327 di dalam tabel dan baca z.

z = −0,73

Jawaban

z = −0,73
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