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 = 40 kN·mABRA​ = ?3,5 m2 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 5,5 m dari A. Cari reaksi vertikal RA, dengan arah ke atas positif.

L = 6 mP = 45 kN di 3,5 mM = 40 kN·m (berlawanan arah jarum jam) di 5,5 m
RA = kN
2.Reaksi tumpuan balokSulit
w = 3 kN/mP = 10 kNABRA​RB​ = ?5 m4 m1 m

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

L = 10 mP = 10 kN di 9 mw = 3 kN/m dari 0 sampai 5 m
RB = kN
3.Rangka batang: metode titik buhulSedang
ABCDEFGH30 kN20 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: 30 kN ↓F: 20 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
ABCDEFGH15 kN30 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.

B: 15 kN ↓F: 30 kN →G: 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 BG
  13. 13elemen DG
5.Gaya geser & momen lenturSedang
w = 3 kN/mP = 25 kNABpotongan0,5 m3 m1,5 m

Kantilever dijepit di A. Kantilever menahan beban merata w di sepanjang batang dan beban terpusat P pada jarak 3,5 m dari A. Cari momen lentur Mx pada potongan x = 0,5 m dari tumpuan jepit A. Anggap positif momen yang membuat serat bawah tertarik dan gaya geser ke atas pada muka kiri.

L = 5 mP = 25 kN di 3,5 mw = 3 kN/m dari 0 sampai 5 mx = 0,5 m
Mx = kN·m
6.Gaya geser & momen lenturSulit
w = 6 kN/mAB8 m2 m

Balok sederhana menahan beban merata pada sebagian bentangnya. Cari momen lentur maksimum Mmax pada balok.

L = 10 mw = 6 kN/m dari 0 sampai 8 m
Mmax = kN·m
7.Lendutan balokSedang
w = 10 kN/mδL = 8 m

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

w = 10 kN/mL = 8 mE = 200 GPa (baja)I = 160 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
8.Lendutan balokSulit
w = 6 kN/mδL = 8 m

Balok sederhana menahan beban merata w. Lendutannya tidak boleh melebihi bentang/360. Cari momen inersia terkecil Ireq yang memenuhi batas ini.

w = 6 kN/mL = 8 mE = 11 GPa (kayu struktural)
Ireq = × 10⁶ mm⁴
9.Tekuk kolomSedang
PL = 4 m40 × 80 mmpenampang

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

L = 4 mE = 70 GPa (aluminium)b × h = 40 × 80 mm
Pcr = kN
10.Tekuk kolomSulit
P = 65 kNL = 5 md = ?penampang

Kolom bulat pejal sepanjang L dari aluminium dengan tumpuan jepit di bawah dan sendi di atas. Kolom harus menahan 65 kN dengan faktor keamanan 2,5 terhadap tekuk. Cari diameter terkecil d.

P = 65 kNn = 2,5L = 5 mE = 70 GPa (aluminium)
d = mm
11.Titik berat & momen inersiaSedang
200 mm240 mm168 mmØ40xIx​ = ?

Sebuah pelat 200 mm × 240 mm memiliki lubang lingkaran berdiameter 40 mm pada garis tengah vertikalnya, dengan pusat 168 mm di atas dasar. Cari momen inersia luas Ix terhadap sumbu horizontal melalui titik berat.

b = 200 mmh = 240 mmd = 40 mmpusat lubang: y = 168 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersiaSulit
200 mm150 mm52,5 mm50 × 30xIx​ = ?

Sebuah pelat 200 mm × 150 mm memiliki potongan persegi panjang selebar 50 mm dan setinggi 30 mm, di tengah garis tengah vertikal dengan pusat 52,5 mm di atas dasar. Cari momen inersia luas Ix terhadap sumbu horizontal melalui titik berat.

b = 200 mmh = 150 mmpotongan: 50 × 30 mmpusat lubang: y = 52,5 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Tegangan efektif tanahSedang
pasirγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 19,5 kN/m³9 mmuka air tanahXz = 5 m

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

z = 5 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 15,5 kN/m³pasir: γsat = 19,5 kN/m³
σ = kPa
14.Tegangan efektif tanahSulit
pasirγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 19,5 kN/m³4 mlempungγsat​ = 17,5 kN/m³4 mmuka air tanahXz = 6 m

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

z = 6 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³pasir: γd = 17 kN/m³pasir: γsat = 19,5 kN/m³lempung: γsat = 17,5 kN/m³
σ′ = kPa
15.Penurunan konsolidasiSedang
Δσ = 60 kPapasirlempungCc​ = 0,5, Cr​ = 0,05e0​ = 0,6σ′0​ = 55 kPaσ′p​ = 145 kPa3 mmuka air tanah

Lapisan lempung terkonsolidasi berlebih setebal 3 m memiliki Cc = 0,5, Cr = 0,05, dan e₀ = 0,6. Di tengah kedalamannya tegangan vertikal efektifnya 55 kPa dan tekanan prakonsolidasinya 145 kPa. Sebuah bangunan baru menambah tegangan vertikal 60 kPa di tengah kedalaman. Cari penurunan konsolidasi primer S dalam mm.

H = 3 mCc = 0,5Cr = 0,05e0 = 0,6σ′0 = 55 kPaσ′p = 145 kPaΔσ = 60 kPa
S = mm
16.Penurunan konsolidasiSulit
pasirlempungH = 2,5 mcv​ = 0,5 m²/tahun2,5 mbatuan kedap airmuka air tanah

Sebuah lapisan lempung setebal 2,5 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 70% faktor waktunya Tv = 0,403. Berapa tahun t yang diperlukan lapisan untuk mencapai konsolidasi 70%?

H = 2,5 mcv = 0,5 m²/tahunU = 70%Tv = 0,403drainase tunggal
t = tahun
17.Gaya hidrostatisSedang
pintu aird = 1 mH = 3 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1 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 = 3 mb = 1 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Gaya hidrostatisSulit
pintu aird = 0,5 mH = 2,5 m

Pintu air persegi panjang vertikal selebar 1,5 m berada di dinding tangki berisi air laut, dengan tepi atasnya 0,5 m di bawah permukaan. Cari kedalaman ycp pusat tekanan di bawah permukaan.

d = 0,5 mH = 2,5 mb = 1,5 mρ = 1025 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Gesekan pipa & kehilangan headSedang
Q = 200 L/sD = 300 mmL = 1000 mf = 0,03

Air mengalir dengan debit 200 L/s melalui pipa sepanjang 1000 m dengan diameter dalam 300 mm. Gunakan faktor gesekan Darcy f = 0,03 dan g = 9,81 m/s². Cari kehilangan head akibat gesekan hf.

Q = 200 L/sL = 1000 mD = 300 mmf = 0,03g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Gesekan pipa & kehilangan headSulit
K = 0,2Δz = 7 mL = 300 m, D = 250 mm, f = 0,0183× belokan (K = 0,3)

Dua reservoir terbuka dihubungkan oleh pipa sepanjang 300 m dengan diameter dalam 250 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,018. Permukaan air reservoir atas berada 7 m di atas permukaan reservoir bawah. 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. Cari debit Q dalam L/s.

Δz = 7 mL = 300 mD = 250 mmf = 0,018Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×3)Kvalve = 0,2Kexit = 1,0
Q = L/s
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sedang
b = 3 my = 2,5 m1 : 1n = 0,012, S = 0,002

Sebuah saluran trapesium beton halus memiliki lebar dasar 3 m dan kemiringan sisi 1:1 (horizontal:vertikal). Air mengalir seragam sedalam 2,5 m. n Manning = 0,012 dan kemiringan dasarnya S = 0,002. Cari debit Q dalam m³/s.

b = 3 my = 2,5 mz = 1n = 0,012S = 0,002
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sulit
D = 250 mmn = 0,013, V = 0,6 m/s

Sebuah saluran drainase beton dengan diameter dalam 250 mm (n Manning = 0,013) harus mencapai kecepatan swabersih 0,6 m/s saat mengalir tepat penuh. Cari kemiringan minimum S (dalam m/m).

D = 250 mmn = 0,013V = 0,6 m/s
S = m/m
23.Pompa & daya pompaSedang
PQ = 15 L/sH = 54 m

Sebuah pompa mengalirkan 15 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) melawan head 54 m. Efisiensi pompa 72% dan motor listrik penggeraknya memiliki efisiensi 92%. Gunakan g = 9,81 m/s². Cari daya listrik Pel yang ditarik motor, dalam kW.

Q = 15 L/sH = 54 mηpump = 72%ηmotor = 92%g = 9,81 m/s²
Pel = kW
24.Pompa & daya pompaSulit
PQ = 100 L/sΔz = 6 mL = 300 m, D = 250 mm, f = 0,02, ΣK = 5

Sebuah pompa memindahkan 100 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) dari reservoir bawah yang terbuka ke tangki atas yang permukaan airnya 6 m lebih tinggi. Pipa sepanjang 300 m dengan diameter dalam 250 mm dan faktor gesekan Darcy f = 0,02; koefisien kerugian minornya berjumlah ΣK = 5 (termasuk lubang masuk dan keluar). Gunakan g = 9,81 m/s². Efisiensi pompa 80%. Cari daya poros Pshaft dalam kW.

Q = 100 L/sΔz = 6 mL = 300 mD = 250 mmf = 0,02ΣK = 5η = 80%
Pshaft = kW
25.Nilai waktu uangSedang
tahun0123…9PV = ?€2 000+2,5%+2,5%…r = 7,5%

Sebuah properti diperkirakan menghasilkan sewa bersih €2 000 tahun depan. Sewa diperkirakan tumbuh 2,5% per tahun selamanya. Tingkat pengembalian yang disyaratkan 7,5% per tahun. Tentukan nilai PV properti saat ini.

C1 = €2 000g = 2,5%r = 7,5%
PV = €
26.Nilai waktu uangSulit
bulan01…132…300€300 000AB = ?A2,4% / 12

KPR sebesar €300 000 dilunasi dengan angsuran bulanan yang sama selama 25 tahun dengan bunga 2,4% per tahun, dimajemukkan bulanan. Berapa utang yang masih tersisa tepat setelah pembayaran di akhir tahun ke-11? Tentukan sisa pokok utang B.

P = €300 0002,4% / 12N = 300k = 132
B = €
27.NPV & IRRSedang
tahun01234−45 00013 00013 00018 00011 000

Investasi sebesar €45 000 memberikan arus kas berikut di akhir tahun 1 sampai 4: €13 000, €13 000, €18 000, €11 000. Biaya modal 10%. Tentukan nilai sekarang bersih NPV.

r = 10%CF0 = −45 000CF1 = 13 000CF2 = 13 000CF3 = 18 000CF4 = 11 000
NPV = €
28.NPV & IRRSulit
tahun0123−40 00023 00017 50019 500

Sebuah proyek berbiaya €40 000 dan menghasilkan €23 000, €17 500, €19 500 di akhir tahun 1 sampai 3. Tentukan tingkat pengembalian internalnya IRR dalam persen.

CF0 = −40 000CF1 = 23 000CF2 = 17 500CF3 = 19 500
IRR = %
29.Distribusi normalSedang
77,5108,25P = ?

Data skor IQ berdistribusi normal dengan rata-rata 100 poin dan simpangan baku 15 poin. Berapa proporsi yang berada di antara 77,5 dan 108,25 poin? Nyatakan P dalam bentuk desimal.

μ = 100σ = 15x1 = 77,5x2 = 108,25
P =
30.Distribusi normalSulit
0,02 mm0D − d?

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

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

3Larutan

1.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RA = 25,42 kN

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

Momen terhadap A

Berlawanan arah jarum jam positif.

ΣMA = 0: RB·6 − 45·3,5 + 40 = 0
RB = 117,5/6 = 19,58 kN

Kesetimbangan vertikal

RA = 45 − 19,58 = 25,42 kN

Jawaban

RA = 25,42 kN

Reaksi negatif bekerja ke bawah.

2.Reaksi tumpuan balok

Jawaban: RB = 12,75 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 = 3 kN/mP = 10 kNABRA​RB​5 m4 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 = 3·5 = 15 kN, bekerja di x̄ = 2,5 m
ΣMA = 0: RB·10 = 10·9 + 3·5·2,5
RB = 127,5/10 = 12,75 kN
ΣFy = 0: RA = 25 − 12,75 = 12,25 kN

Jawaban

RB = 12,75 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: 30 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: 36,56 kN (T), BC: 31,87 kN (T), CD: 31,87 kN (T), DE: 15,94 kN (T), FG: 36,56 kN (C), GH: 15,94 kN (C), AF: 10,94 kN (C), HE: 26,56 kN (C), BF: 8,75 kN (T), CG: 0, DH: 21,25 kN (T), BG: 7,813 kN (T), DG: 26,56 kN (C)

Jawaban

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

Jawaban: Mx = −105,4 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: −25·3 = −75 kN·m
w: −3·4,5²/2 = −30,38 kN·m
Mx = −75 − 30,38 = −105,4 kN·m

Jawaban

Mx = −105,4 kN·m

Negatif berarti momen negatif: sisi atas tertarik.

6.Gaya geser & momen lentur

Jawaban: Mmax = 69,12 kN·m

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

Reaksi tumpuan

Kesetimbangan seluruh balok.

Resultan beban merata: W = w·ℓ = 6·8 = 48 kN, bekerja di x̄ = 4 m
ΣMA = 0: RB·10 = 6·8·4
RB = 192/10 = 19,2 kN
ΣFy = 0: RA = 48 − 19,2 = 28,8 kN

Gaya geser nol

Gaya geser mulai dari RA, tetap konstan di bagian yang tidak dibebani, dan turun dengan kemiringan w di dalam beban.

RA − w·(x0 − 0) = 0
x0 = 0 + 28,8/6 = 4,8 m

Momen maksimum

Mmax = RA·x0 − w·(x0 − 0)²/2 = 28,8·4,8 − 6·4,8²/2 = 69,12 kN·m

Jawaban

Mmax = 69,12 kN·m
7.Lendutan balok

Jawaban: δmax = 16,67 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 = 10 N/mm, L = 8000 mm
EI = 3,2 × 10¹³ N·mm²

Lendutan

δmax = 5wL⁴/(384EI) = 5·10·8000⁴/(384·3,2 × 10¹³) = 16,67 mm

Jawaban

δmax = 16,67 mm
8.Lendutan balok

Jawaban: Ireq = 1309 × 10⁶ mm⁴

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).

Batas lendutan

δallow = L/360 = 8000/360 = 22,22 mm

Momen inersia yang diperlukan

I = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·6·8000⁴/(384·11000·22,22) = 1,309 × 10⁹ mm⁴
Ireq = 1309 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ireq = 1309 × 10⁶ mm⁴
9.Tekuk kolom

Jawaban: Pcr = 37,6 kN

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

Momen inersia terkecil

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

Imin = h·b³/12 = 80·40³/12 = 426667 mm⁴

Panjang efektif

KL = 0,7·4000 = 2800 mm

Beban kritis

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·426667/2800² = 37598 N = 37,6 kN

Jawaban

Pcr = 37,6 kN
10.Tekuk kolom

Jawaban: d = 87,53 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 = 2,5·65000 = 162500 N
KL = 0,7·5000 = 3500 mm

Selesaikan untuk diameter

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·162500·3500²/(π³·70000))^(1/4) = 87,53 mm

Jawaban

d = 87,53 mm

Periksa: kelangsingan KL/r adalah 159,9, jadi kolom langsing dan rumus Euler berlaku.

11.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 227,3 × 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 = (48000·120 − 1257·168)/(48000 − 1257) = 118,7 mm

Pelat penuh terhadap ȳ

200·240³/12 + 48000·1,29² = 230,5 × 10⁶ mm⁴

Lubang terhadap ȳ

π·40⁴/64 + 1257·49,29² = 3,179 × 10⁶ mm⁴

Kurangkan

Ix = 227,3 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 227,3 × 10⁶ mm⁴
12.Titik berat & momen inersia

Jawaban: Ix = 55,34 × 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 = (30000·75 − 1500·52,5)/(30000 − 1500) = 76,18 mm

Pelat penuh terhadap ȳ

200·150³/12 + 30000·−1,184² = 56,29 × 10⁶ mm⁴

Lubang terhadap ȳ

50·30³/12 + 1500·−23,68² = 0,9539 × 10⁶ mm⁴

Kurangkan

Ix = 55,34 × 10⁶ mm⁴

Jawaban

Ix = 55,34 × 10⁶ mm⁴
13.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ = 89,5 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) = 15,5·2 + 19,5·3 = 89,5 kPa

Jawaban

σ = 89,5 kPa
14.Tegangan efektif tanah

Jawaban: σ′ = 68,76 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
σ = 17·2 + 19,5·2 + 17,5·2 = 108 kPa

Tekanan air pori

Tekanan air bertambah dengan kedalaman di bawah muka air tanah.

u = γw·(z − zw) = 9,81·4 = 39,24 kPa

Tegangan efektif

σ′ = σ − u = 108 − 39,24 = 68,76 kPa

Jawaban

σ′ = 68,76 kPa
15.Penurunan konsolidasi

Jawaban: S = 30,03 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 = 55 + 60 = 115 kPa ≤ 145 kPa

Penurunan

Lempung tetap berada pada garis rekompresinya.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0,05·3/(1 + 0,6)·log₁₀(115/55) = 30,03 mm

Jawaban

S = 30,03 mm
16.Penurunan konsolidasi

Jawaban: t = 5,038 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 = 2,5 m

Waktu

t = Tv·Hdr²/cv = 0,403·2,5²/0,5 = 5,038 tahun

Jawaban

t = 5,038 tahun
17.Gaya hidrostatis

Jawaban: F = 73,58 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 + 3/2 = 2,5 m
A = H·b = 3·1 = 3 m²
pintu aird = 1 mH = 3 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·2,5·3 = 73,58 kN

Jawaban

F = 73,58 kN
18.Gaya hidrostatis

Jawaban: ycp = 2,048 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 = 0,5 + 2,5/2 = 1,75 m
A = H·b = 2,5·1,5 = 3,75 m²
pintu aird = 0,5 mH = 2,5 mF

Gaya resultan

F = ρ·g·yc·A = 1025·9,81·1,75·3,75 = 65,99 kN

Pusat tekanan

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

Ic = b·H³/12 = 1,5·2,5³/12 = 1,953 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 1,75 + 1,953/(1,75·3,75) = 2,048 m

Jawaban

ycp = 2,048 m
19.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: hf = 40,8 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·0,3²/4 = 0,07069 m²
V = Q/A = 0,2/0,07069 = 2,829 m/s

Head kecepatan

V²/(2g) = 2,829²/(2·9,81) = 0,408 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,03·(1000/0,3)·2,829²/(2·9,81) = 40,8 m

Jawaban

hf = 40,8 m
20.Gesekan pipa & kehilangan head

Jawaban: Q = 116,9 L/s

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

Koefisien kerugian

f·L/D = 0,018·300/0,25 = 21,6
ΣK = 0,5 + 3·0,3 + 0,2 + 1,0 = 2,6

Persamaan energi

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

7 = (21,6 + 2,6)·V²/(2·9,81)
V = √(2·9,81·7/24,2) = 2,382 m/s

Debit

Q = V·π·D²/4 = 2,382·0,04909 = 0,1169 m³/s = 116,9 L/s

Jawaban

Q = 116,9 L/s
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: Q = 63,06 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 = (3 + 1·2,5)·2,5 = 13,75 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 3 + 2·2,5·√(1 + 1²) = 10,07 m
R = A/P = 1,365 m

Kecepatan

V = (1/0,012)·1,3652/3·0,0021/2 = 4,587 m/s

Debit

Q = A·V = 13,75·4,587 = 63,06 m³/s

Jawaban

Q = 63,06 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawaban: S = 0,002453 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.

Jari-jari hidrolik

R = D/4 = 0,25/4 = 0,0625 m

Selesaikan Manning untuk S

S = (n·V/R2/3)² = (0,013·0,6/0,1575)² = 0,002453

Jawaban

S = 0,002453

Itu penurunan 2,453 m per kilometer.

23.Pompa & daya pompa

Jawaban: Pel = 12 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 = 1000·9,81·0,015·54 = 7,946 kW

Daya poros

Pshaft = 7,946/0,72 = 11,04 kW

Daya listrik

Pel = 11,04/0,92 = 12 kW

Jawaban

Pel = 12 kW
24.Pompa & daya pompa

Jawaban: Pshaft = 14,88 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.

Kecepatan

V = Q/A = 0,1/0,04909 = 2,037 m/s
V²/(2g) = 0,2115 m

Kehilangan head

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (24 + 5)·0,2115 = 6,134 m

Head pompa

H = Δz + hL = 6 + 6,134 = 12,13 m

Daya poros

Pshaft = ρ·g·Q·H/η = 1000·9,81·0,1·12,13/0,8 = 14,88 kW

Jawaban

Pshaft = 14,88 kW
25.Nilai waktu uang

Jawaban: PV = 40000 €

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) = 2 000/(0,075 − 0,025) = 2 000/0,05 = €40 000,00

Jawaban

PV = €40 000,00
26.Nilai waktu uang

Jawaban: B = 189729 €

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.

Angsuran bulanan

i = 0,002, N = 300
A = 300 000·0,002/(1 − (1 + 0,002)−300) = €1 330,79

Nilai sekarang sisa angsuran

Apa pun yang masih terutang harus tepat dilunasi oleh sisa angsuran.

N − k = 300 − 132 = 168
B = 1331·(1 − (1 + 0,002)−168)/0,002 = €189 729,03

Jawaban

B = €189 729,03
27.NPV & IRR

Jawaban: NPV = −1401 €

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

Nilai sekarang setiap arus kas

CF0 = −45 000
CF1/(1 + 0,1)1 = 13 000/1,1 = 11 818,18
CF2/(1 + 0,1)2 = 13 000/1,21 = 10 743,80
CF3/(1 + 0,1)3 = 18 000/1,331 = 13 523,67
CF4/(1 + 0,1)4 = 11 000/1,464 = 7 513,15

Jumlahkan

NPV = €−1 401,20

Jawaban

NPV = €−1 401,20

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

28.NPV & IRR

Jawaban: IRR = 24,27 %

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(20%) = 2 604,17
NPV(25%) = −416,00

Persempit

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

IRR ≈ 20 + 5·2 604,17/(2 604,17 − (−416,00)) = 24,31%
tepat: NPV(24,27%) = 0 → IRR = 24,27%

Jawaban

IRR = 24,27%
29.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,642

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

Skor z

z₁ = (77,5 − 100)/15 = −1,5
z₂ = (108,25 − 100)/15 = 0,55

Luas di antara

P = Φ(0,55) − Φ(−1,5) = 0,7088 − 0,06681 = 0,642

Jawaban

P = 0,642
30.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,8264

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

Distribusi selisih

μ = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,02121 mm

Standarkan

z = (0 − 0,02)/0,02121 = −0,94

Peluang

P = 1 − Φ(−0,94) = 0,8264

Jawaban

P = 0,8264

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