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 = 45 kNM = 30 kN·mABRB​ = ?1 m2,5 m0,5 m

Balok sederhana memiliki tumpuan sendi di A dan rol di B. Balok menahan beban terpusat P pada 3,5 m dari A dan kopel berlawanan arah jarum jam M pada 1 m dari A. Cari reaksi vertikal RB, dengan arah ke atas positif.

L = 4 mP = 45 kN di 3,5 mM = 30 kN·m (berlawanan arah jarum jam) di 1 m
RB = kN
2.Reaksi tumpuan balokSulit
P = 30 kN, 60°Q = 50 kNABRA​ = ?0,5 m1,5 m4 m

Balok sederhana memiliki tumpuan sendi di A dan rol di B. Beban P bekerja pada 0,5 m dari A, miring 60° terhadap horizontal, dan beban vertikal Q bekerja pada 2 m dari A. Cari besar gaya reaksi total RA di sendi A.

L = 6 mP = 30 kN di 0,5 m, θ = 60°Q = 50 kN di 2 m
RA = kN
3.Rangka batang: metode titik buhulSedang
ABBCACACB20 kN8 m1 m2 m

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

bentang = 8 mtinggi = 2 mB berjarak 1 m dari Abeban vertikal = 20 kN
FBC = kN
4.Rangka batang: metode titik buhulSulit
ABCDEFGH40 kN10 kN15 kN40 kN15 kN4 × 3 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.

C: 40 kN ↓D: 10 kN ↓G: 15 kN ↓H: 40 kN ↓H: 15 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
35 kN60 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.

35 kN @ 8 m60 kN @ 6 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)
6.Gaya geser & momen lenturSulit
8 kN/m50 kN35 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.

50 kN @ 6 m35 kN @ 1 m8 kN/m, 0–5 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/mδL = 4 m

Kantilever menahan beban merata w di sepanjang batang. Cari lendutan δ di ujung bebas.

w = 15 kN/mL = 4 mE = 200 GPa (baja)I = 84 × 10⁶ mm⁴
δ = mm
8.Lendutan balokSulit
w = 3 kN/mABδ3,5 m

Balok kayu sederhana berpenampang persegi panjang selebar 100 mm menahan beban merata w di seluruh bentang. Lendutan tengah bentangnya tidak boleh melebihi bentang/250. Cari tinggi terkecil hreq penampang.

w = 3 kN/mL = 3,5 mE = 11 GPa (kayu struktural)b = 100 mm
hreq = mm
9.Tekuk kolomSedang
PL = 1 m20 × 40 mmpenampang

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

L = 1 mE = 70 GPa (aluminium)b × h = 20 × 40 mm
Pcr = kN
10.Tekuk kolomSulit
PL = 2 md = 20 mmpenampang

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

L = 2 mE = 70 GPa (aluminium)d = 20 mm
σcr = MPa
11.Titik berat & momen inersiaSedang
100 mm300 mm105 mmØ60xIx​ = ?

Sebuah pelat 100 mm × 300 mm memiliki lubang lingkaran berdiameter 60 mm pada garis tengah vertikalnya, dengan pusat 105 mm di atas dasar. Cari momen inersia luas Ix terhadap sumbu horizontal melalui titik berat.

b = 100 mmh = 300 mmd = 60 mmpusat lubang: y = 105 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersiaSulit
240302008xM positifdimensi dalam mm

Balok besi tuang memiliki penampang T seperti pada gambar, dengan sayap di atas. Tegangan izinnya 35 MPa untuk tarik dan 90 MPa untuk tekan. Cari momen lentur positif terbesar Mallow yang dapat ditahan balok.

bf = 240 mmtf = 30 mmtw = 8 mmhw = 200 mmσt,allow = 35 MPaσc,allow = 90 MPa
Mallow = kN·m
13.Tegangan efektif tanahSedang
pasirγd​ = 16,5 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³8 mmuka air tanahXz = 7 m

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

z = 7 mzw = 4 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 16,5 kN/m³pasir: γsat = 19 kN/m³
σ′ = kPa
14.Tegangan efektif tanahSulit
pasirγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 18,5 kN/m³6 mlempungγsat​ = 17,5 kN/m³4 mmuka air tanahXz = 8 m

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

z = 8 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 15,5 kN/m³pasir: γsat = 18,5 kN/m³lempung: γsat = 17,5 kN/m³
σ = kPa
15.Penurunan konsolidasiSedang
Δσ = 20 kPapasirlempungCc​ = 0,4, Cr​ = 0,04e0​ = 0,8σ′0​ = 50 kPaOCR = 1,57,5 mmuka air tanah

Lapisan lempung terkonsolidasi berlebih setebal 7,5 m memiliki Cc = 0,4, Cr = 0,04, dan e₀ = 0,8. Di tengah kedalamannya tegangan vertikal efektifnya 50 kPa dan rasio konsolidasi berlebihnya OCR = 1,5. Sebuah bangunan baru menambah tegangan vertikal 20 kPa di tengah kedalaman. Cari penurunan konsolidasi primer S dalam mm.

H = 7,5 mCc = 0,4Cr = 0,04e0 = 0,8σ′0 = 50 kPaOCR = 1,5Δσ = 20 kPa
S = mm
16.Penurunan konsolidasiSulit
pasirlempungH = 9 mcv​ = 0,5 m²/tahun9 mbatuan kedap airmuka air tanah

Sebuah lapisan lempung setebal 9 m memiliki koefisien konsolidasi cv = 0,5 m²/tahun. Lapisan berada di atas batuan kedap air, dengan pasir di atasnya, sehingga air hanya terdrainase keluar di atas. Untuk konsolidasi rata-rata 90% faktor waktunya Tv = 0,848. Berapa tahun t yang diperlukan lapisan untuk mencapai konsolidasi 90%?

H = 9 mcv = 0,5 m²/tahunU = 90%Tv = 0,848drainase tunggal
t = tahun
17.Gaya hidrostatisSedang
pintu aird = 1 mH = 2,5 m

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

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

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

d = 1,5 mH = 2 mb = 1 mρ = 1025 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Gesekan pipa & kehilangan headSedang
V = 2,9 m/sD = 75 mmL = 300 mf = 0,025

Air mengalir dengan kecepatan rata-rata 2,9 m/s melalui pipa sepanjang 300 m dengan diameter dalam 75 mm. Gunakan faktor gesekan Darcy f = 0,025 dan g = 9,81 m/s². Cari kehilangan head akibat gesekan hf.

V = 2,9 m/sL = 300 mD = 75 mmf = 0,025g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Gesekan pipa & kehilangan headSulit
K = 0,2Δz = ?L = 100 m, D = 100 mm, f = 0,023× belokan (K = 0,3)

Dua reservoir terbuka dihubungkan oleh pipa sepanjang 100 m dengan diameter dalam 100 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,02. Kerugian minornya adalah lubang masuk bersudut tajam (K = 0,5), 3 belokan (masing-masing K = 0,3), sebuah katup (K = 0,2), dan lubang keluar ke reservoir bawah (K = 1,0). Gunakan g = 9,81 m/s². Berapa selisih muka air Δz antara kedua reservoir yang menghasilkan debit 20 L/s?

Q = 20 L/sL = 100 mD = 100 mmf = 0,02Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×3)Kvalve = 0,2Kexit = 1,0
Δz = m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sedang
b = 1 my = 2,2 m1 : 1n = 0,012, S = 0,0005

Sebuah saluran trapesium beton halus memiliki lebar dasar 1 m dan kemiringan sisi 1:1 (horizontal:vertikal). Air mengalir seragam sedalam 2,2 m. n Manning = 0,012 dan kemiringan dasarnya S = 0,0005. Cari debit Q dalam m³/s.

b = 1 my = 2,2 mz = 1n = 0,012S = 0,0005
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sulit
b = 5,5 my = 1,5 mn = 0,025, Q = 18 m³/s

Sebuah saluran persegi panjang kerikil selebar 5,5 m harus mengalirkan 18 m³/s dalam aliran seragam pada kedalaman 1,5 m. n Manning = 0,025. Cari kemiringan dasar yang diperlukan S (dalam m/m).

Q = 18 m³/sb = 5,5 my = 1,5 mn = 0,025
S = m/m
23.Pompa & daya pompaSedang
PQ = 30 L/sH = 58 m

Sebuah pompa dengan efisiensi 75% mengalirkan 30 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) melawan head 58 m. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari daya poros Pshaft yang diperlukan, dalam kW.

Q = 30 L/sH = 58 mη = 75%g = 9,81 m/s²
Pshaft = kW
24.Pompa & daya pompaSulit
PQ = 30 L/sΔz = 12 mL = 150 m, D = 150 mm, f = 0,02, ΣK = 6

Sebuah pompa memindahkan 30 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) dari reservoir bawah yang terbuka ke tangki atas yang permukaan airnya 12 m lebih tinggi. Pipa sepanjang 150 m dengan diameter dalam 150 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,02; koefisien kerugian minornya berjumlah ΣK = 6 (termasuk lubang masuk dan keluar). Gunakan g = 9,81 m/s². Cari head H yang harus ditambahkan pompa.

Q = 30 L/sΔz = 12 mL = 150 mD = 150 mmf = 0,02ΣK = 6
H = m
25.Nilai waktu uangSedang
tahun0123…9PV = ?€8 000+1%+1%…r = 5%

Sebuah properti diperkirakan menghasilkan sewa bersih €8 000 tahun depan. Sewa diperkirakan tumbuh 1% per tahun selamanya. Tingkat pengembalian yang disyaratkan 5% per tahun. Tentukan nilai PV properti saat ini.

C1 = €8 000g = 1%r = 5%
PV = €
26.Nilai waktu uangSulit
bulan0123…156€100€100€100FV = ?

Anda menabung €100 di akhir setiap bulan selama 13 tahun. Rekening memberi 3% per tahun, dimajemukkan bulanan. Berapa tabungan Anda di akhir? Tentukan FV.

A = €1003% / 12N = 156
FV = €
27.NPV & IRRSedang
tahun0123456−30 0008 5008 5008 5008 5008 5008 500

Sebuah proyek berbiaya €30 000 hari ini dan menghasilkan €8 500 di akhir setiap tahun selama 6 tahun. Biaya modalnya 12%. Anggap arus kas masuk merata sepanjang setiap tahun. Tentukan periode pengembalian terdiskonto DPB dalam tahun.

r = 12%CF0 = −30 000CF1 = 8 500CF2 = 8 500CF3 = 8 500CF4 = 8 500CF5 = 8 500CF6 = 8 500
DPB = tahun
28.NPV & IRRSulit
tahun0123−50 00036 50026 50021 000

Sebuah proyek berbiaya €50 000 dan menghasilkan €36 500, €26 500, €21 000 di akhir tahun 1 sampai 3. Tentukan tingkat pengembalian internalnya IRR dalam persen.

CF0 = −50 000CF1 = 36 500CF2 = 26 500CF3 = 21 000
IRR = %
29.Distribusi normalSedang
144 kg145,4 kgT = X₁ + … + X₁₂?

Massa kotak saling bebas dan normal dengan rata-rata 12 kg dan simpangan baku 0,8 kg. Cari peluang P bahwa massa total 12 di antaranya di bawah 145,4 kg. Bulatkan z ke dua desimal.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 12< 145.4 kg
P =
30.Distribusi normalSulit
35455565758595poinbawah 95%

nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 65 poin dan simpangan baku 10 poin. Seret batas sehingga 95% terbawah yang diarsir berada di sebelah kirinya. Cari batas x.

μ = 65 poinσ = 10 poin95%
x = poin

3Larutan

1.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RB = 31,88 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·4 − 45·3,5 + 30 = 0
RB = 127,5/4 = 31,88 kN

Kesetimbangan vertikal

RA = 45 − 31,88 = 13,13 kN

Jawaban

RB = 31,88 kN

Reaksi negatif bekerja ke bawah.

2.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RA = 59,08 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.

Komponen P

Pv = 30·sin 60° = 25,98 kN
Ph = 30·cos 60° = 15 kN

Reaksi

ΣMA = 0: RB·6 = 25,98·0,5 + 50·2 → RB = 18,83 kN
Ay = 25,98 + 50 − 18,83 = 57,15 kN
Ax = Ph = 15 kN

Resultan di A

RA = √(15² + 57,15²) = 59,08 kN

Jawaban

RA = 59,08 kN
3.Rangka batang: metode titik buhul

Jawaban: FBC = −9,1 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.

ABBCACACB20 kNAy​Cy​

Reaksi tumpuan

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

ΣMA = 0: Cy·8 = 20·1 → Cy = 2,5 kN
ΣFy = 0: Ay = 20 − 2,5 = 17,5 kN

Titik buhul C

Rol hanya memberi reaksi vertikal, jadi titik buhul C hanya punya dua gaya batang tak diketahui. Anggap keduanya tarik.

sin γ = 2/7,28 = 0,2747, cos γ = 7/7,28 = 0,9615
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −2,5/0,2747 = −9,1 kN

Jawaban

FBC = −9,1 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: 18,75 kN (T), BC: 18,75 kN (T), CD: 45 kN (T), DE: 45 kN (T), FG: 67,5 kN (C), GH: 67,5 kN (C), AF: 56,25 kN (C), HE: 75 kN (C), BF: 0, CG: 15 kN (C), DH: 10 kN (T), FC: 56,25 kN (T), HC: 12,5 kN (T)

Jawaban

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

Jawaban: D (x = 6 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 = 41,67 kN, R2 = 53,33 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 = 83,33, MC = 166,7, MD = 250 kN·m, ME = 213,3, MF = 106,7, MG = 0

Jawaban

Tanda D: MD = 250 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 = 38 kN, R2 = 87 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 = 34, MC = 25, MD = 8, ME = −17, MF = −50 kN·m, MG = 0

Jawaban

Tanda F: MF = −50 kN·m
7.Lendutan balok

Jawaban: δ = 28,57 mm

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

Satuan konsisten

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

w = 15 N/mm, L = 4000 mm
EI = 1,68 × 10¹³ N·mm²

Lendutan

δ = wL⁴/(8EI) = 15·4000⁴/(8·1,68 × 10¹³) = 28,57 mm

Jawaban

δ = 28,57 mm
8.Lendutan balok

Jawaban: hreq = 165,9 mm

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

Satuan konsisten

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

w = 3 N/mm, L = 3500 mm, E = 11000 N/mm²

Batas lendutan

δallow = L/250 = 3500/250 = 14 mm

Momen inersia yang diperlukan

Ireq = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·3·3500⁴/(384·11000·14) = 3,806 × 10⁷ mm⁴

Tinggi yang diperlukan

bh³/12 = Ireq → h = (12·3,806 × 10⁷/100)1/3 = 165,9 mm

Jawaban

hreq = 165,9 mm

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

9.Tekuk kolom

Jawaban: Pcr = 18,42 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 = 40·20³/12 = 26667 mm⁴

Panjang efektif

KL = 1·1000 = 1000 mm

Beban kritis

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·26667/1000² = 18423 N = 18,42 kN

Jawaban

Pcr = 18,42 kN
10.Tekuk kolom

Jawaban: σcr = 8,812 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·20⁴/64 = 7854 mm⁴

Jari-jari girasi dan kelangsingan

A = 314,2 mm²
r = √(I/A) = √(7854/314,2) = 5 mm
KL = 0,7·2000 = 1400 mm
KL/r = 1400/5 = 280

Tegangan kritis

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·70000/280² = 8,812 MPa

Jawaban

σcr = 8,812 MPa
11.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 218 × 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 − 2827·105)/(30000 − 2827) = 154,7 mm

Pelat penuh terhadap ȳ

100·300³/12 + 30000·−4,682² = 225,7 × 10⁶ mm⁴

Lubang terhadap ȳ

π·60⁴/64 + 2827·−49,68² = 7,615 × 10⁶ mm⁴

Kurangkan

Ix = 218 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 218 × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Mallow = 4,181 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 = (7200·215 + 1600·100)/8800 = 194,1 mm
tepi atas: c = 230 − 194,1 = 35,91 mm

Momen inersia penampang

I = 240·30³/12 + 7200·20,91² + 8·200³/12 + 1600·94,09² = 2,319 × 10⁷ mm⁴

Momen yang diizinkan tiap tepi

Momen positif: sisi atas tertekan, sisi bawah tertarik.

tepi atas: M = 90·2,319 × 10⁷/35,91 = 58,11 kN·m
tepi bawah: M = 35·2,319 × 10⁷/194,1 = 4,181 kN·m

Nilai yang menentukan

Mallow = min = 4,181 kN·m (tepi bawah)

Jawaban

Mallow = 4,181 kN·m
13.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ′ = 93,57 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) = 16,5·4 + 19·3 = 123 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 = 123 − 29,43 = 93,57 kPa

Jawaban

σ′ = 93,57 kPa
14.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ = 143 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·5 + γsat,clay·2
σ = 15,5·1 + 18,5·5 + 17,5·2 = 143 kPa

Jawaban

σ = 143 kPa
15.Penurunan konsolidasi

Jawaban: S = 24,35 mm

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

Tekanan prakonsolidasi

σ′p = OCR·σ′0 = 1,5·50 = 75 kPa

Bandingkan dengan tekanan prakonsolidasi

σ′f = 50 + 20 = 70 kPa ≤ 75 kPa

Penurunan

Lempung tetap berada pada garis rekompresinya.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0,04·7,5/(1 + 0,8)·log₁₀(70/50) = 24,35 mm

Jawaban

S = 24,35 mm
16.Penurunan konsolidasi

Jawaban: t = 137,4 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 = 9 m

Waktu

t = Tv·Hdr²/cv = 0,848·9²/0,5 = 137,4 tahun

Jawaban

t = 137,4 tahun
17.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 110,4 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 + 2,5/2 = 2,25 m
A = H·b = 2,5·2 = 5 m²
pintu aird = 1 mH = 2,5 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·2,25·5 = 110,4 kN

Jawaban

F = 110,4 kN
18.Gaya hidrostatis

Jawaban: ycp = 2,633 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 + 2/2 = 2,5 m
A = H·b = 2·1 = 2 m²
pintu aird = 1,5 mH = 2 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1025·9,81·2,5·2 = 50,28 kN

Pusat tekanan

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

Ic = b·H³/12 = 1·2³/12 = 0,6667 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 2,5 + 0,6667/(2,5·2) = 2,633 m

Jawaban

ycp = 2,633 m
19.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: hf = 42,86 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.

Head kecepatan

V²/(2g) = 2,9²/(2·9,81) = 0,4286 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,025·(300/0,075)·2,9²/(2·9,81) = 42,86 m

Jawaban

hf = 42,86 m
20.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: Δz = 7,469 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 = 0,02/0,007854 = 2,546 m/s
V²/(2g) = 0,3305 m

Koefisien kerugian

f·L/D = 0,02·100/0,1 = 20
ΣK = 0,5 + 3·0,3 + 0,2 + 1,0 = 2,6

Kehilangan head total

hf = 20·0,3305 = 6,61 m
hm = 2,6·0,3305 = 0,8593 m
Δz = hf + hm = 7,469 m

Jawaban

Δz = 7,469 m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: Q = 12,9 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 + z·y)·y = (1 + 1·2,2)·2,2 = 7,04 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 1 + 2·2,2·√(1 + 1²) = 7,223 m
R = A/P = 0,9747 m

Kecepatan

V = (1/0,012)·0,97472/3·0,00051/2 = 1,832 m/s

Debit

Q = A·V = 7,04·1,832 = 12,9 m³/s

Jawaban

Q = 12,9 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: S = 0,003096 m/m

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

Geometri

A = b·y = 5,5·1,5 = 8,25 m²
P = b + 2y = 5,5 + 2·1,5 = 8,5 m
R = A/P = 0,9706 m

Selesaikan Manning untuk S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,025·18/(8,25·0,9803) = 0,05564
S = 0,05564² = 0,003096

Jawaban

S = 0,003096

Itu penurunan 3,096 m per kilometer.

23.Pompa & daya pompa

Jawaban: Pshaft = 22,76 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 = 1000·9,81·0,03·58 = 17,07 kW

Daya poros

Pshaft = Ph/η = 17,07/0,75 = 22,76 kW

Jawaban

Pshaft = 22,76 kW
24.Pompa & daya pompa

Jawaban: H = 15,82 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 = 0,03/0,01767 = 1,698 m/s
V²/(2g) = 0,1469 m

Kehilangan head

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (20 + 6)·0,1469 = 3,819 m

Head pompa

Kedua permukaan terbuka dan praktis diam, sehingga suku tekanan dan kecepatan hilang.

H = Δz + hL = 12 + 3,819 = 15,82 m

Jawaban

H = 15,82 m
25.Nilai waktu uang

Jawaban: PV = 200000 €

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.

Perpetuitas bertumbuh

PV = C1/(r − g) = 8 000/(0,05 − 0,01) = 8 000/0,04 = €200 000,00

Jawaban

PV = €200 000,00
26.Nilai waktu uang

Jawaban: FV = 19050 €

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 = 0,03/12 = 0,0025
N = 12·13 = 156

Nilai masa depan setoran

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 100·(1,476 − 1)/0,0025 = €19 050,49

Jawaban

FV = €19 050,49

Anda sendiri menyetor €15 600; sisanya bunga.

27.NPV & IRR

Jawaban: DPB = 4,867 tahun

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

Arus kas terdiskonto dan kumulatif

tahun 1: 8 500/1,12 = 7 589,29 → Σ = 7 589,29
tahun 2: 8 500/1,254 = 6 776,15 → Σ = 14 365,43
tahun 3: 8 500/1,405 = 6 050,13 → Σ = 20 415,57
tahun 4: 8 500/1,574 = 5 401,90 → Σ = 25 817,47
tahun 5: 8 500/1,762 = 4 823,13 → Σ = 30 640,60

Pecahan tahun terakhir

DPB = 4 + 4 182,53/4 823,13 = 4,867

Jawaban

DPB = 4,867 tahun

Periode pengembalian terdiskonto selalu lebih lama daripada periode pengembalian sederhana (3,529 tahun).

28.NPV & IRR

Jawaban: IRR = 35,19 %

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

Apit IRR dari dua sisi

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

NPV(35%) = 112,79
NPV(40%) = −2 755,10

Persempit

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

IRR ≈ 35 + 5·112,79/(112,79 − (−2 755,10)) = 35,2%
tepat: NPV(35,19%) = 0 → IRR = 35,19%

Jawaban

IRR = 35,19%
29.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,695

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 = 144 kg, σT = 0,8·√12 = 2,771 kg

Standarkan

z = (145,4 − 144)/2,771 = 0,51

Peluang

P = Φ(0,51) = 0,695

Jawaban

P = 0,695
30.Distribusi normal

Jawaban: x = 81,4 poin

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

Φ(z) = 0,95

z dari tabel

z ≈ 1,64

Kembali ke satuan semula

x = 65 + 1,64·10 = 81,4 poin

Jawaban

x = 81,4 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