LAPORAN

KAJIAN STATIKA PADA SEBUAH PRODUK

(Studi Kasus pada Stool Karya Mahasiswa Desain Produk Fakultas Industri

Kreatif)

Diajukan untuk Memenuhi Syarat Mata Kuliah Statika Produk

Program Studi Desain Produk

Fakultas Industri Kreatif

Oleh:

Rangga Bangkit Pratama

1402124027

PROGRAM STUDI DESAIN PRODUK

FAKULTAS INDUSTRI KREATIF

UNIVERSITAS TELKOM

BANDUNG

2015

BAB I

Pendahuluan

1.1 Peran Statika Dalam Perancangan Produk

Statika merupakan ilmu yang mempelajari semua benda yang tetap,

yang statis. Ilmu Statika merupakan bagian dari bidang ilmu mekanika teknik.

Dalam ilmu statika dipelajari segala sesuatu yang tidak bergerak (atau yang

tidak akan bergerak). Hal ini berbeda dengan ilmu dinamik, dalam ilmu

dinamik diterangkan semua yang bergerak. Akan tetapi, kedua bagian bidang

ilmu tersebut mempunyai persamaan, yaitu gaya dan gerak (pergerakan).

Dalam ilmu statika, terdapat persyaratan khusus mengenai pergerakan,

yaitu pergerakan v = 0, hal ini berarti bahwa pokok bahasan yang ditinjau

adalah hanya bekerja dengan gaya-gaya yang tidak bergerak, atau dengan kata

lain keadaan pergerakan sama dengan nol. Kondisi tersebut terjadi apabila

semua gaya yang bekerja atau semua gaya yang membebani suatu benda dan

gaya-gaya dalam keadaan seimbang. Sebagai contoh gaya-gaya yang bekerja

pada tangkai pengungkit (dengan jarak antara gaya dan benda = momen)

saling menutupi, sehingga semua gaya seimbang.

(Gambar 1.1 Keseimbangan gaya)

Oleh karena itu, ilmu statika disebut juga ilmu keseimbangan gaya.

Keseimbangan pada mulanya tidak ada dan apabila keseimbangan itu tercapai,

segera akan terganggu lagi. Atau dapat pula terjadi perubahan dalam

keseimbangan, yang diakibatkan oleh daya tarik bumi (dalam ilmu statika

disebut berat sendiri), oleh beban yang dikenakan pada benda/konstruksi

bangunan itu serta oleh kekuatan alam, sebagai contoh air hujan, salju, angin

dan perubahan suhu.

1.2 Aktivitas Pengguna Dalam Menggunakan Produk

Studi gerakan (motion study) adalah suatu studi tentang gerakan-

gerakan yang dilakukan seseorang dalam sebuah aktivitas. Frank dan Lilian

Gilberth telah berhasil menciptakan simbol dari gerakan – gerakan dasar kerja

yang dikenal dengan Therblig. Gerakan dasar kerja tersebut dapat disesuaikan

dengan produk yang digunakan serta area atau lingkungan. Dari berbagai

elemen therblig, pada dasarnya dapat diklasifikasikan menjadi effective dan

ineffective therblig. Berdasarkan klasifikasi tersebut, berikut adlaah gerakan-

gerakan yang mungkin dilakukan saat sedang duduk diatas stool:

Effective Therblig

a. Menjangkau (reach)

b. Membawa (move)

c. Melepas (release)

d. Memegang (grasp)

e. Mengarahkan awal (pre-position)

f. Memakai (use)

(Gambar 1.2 Aktivitas Duduk)

1.3 Fungsi Stool

Stool (kursi jamak bar) kayu kursi bar. Sebuah bangku yang

digunakan untuk duduk yang sering lebih tinggi dari kursi dan biasanya

dengan istirahat kaki dan biasa ditempatkan di bar dan di depan counter dapur.

jadi fungsi stool bisa dikatakan hampir sama dengan kursi, namun stool fungsi

lebih dalamnya hanya digunakan dalam jangka waktu yang relatif sebentar

dalam aktivitas duduk.

BAB II

Kajian Pustaka

2.1 Prinsip Statika

Ilmu statika pada dasarnya merupakan pengembangan ilmu fisika yang

menjelaskan kejadian alam sehari-hari yang berkaitan dengan gaya-gaya yang

bekerja. Pada pokok bahasan ini, dalam dunia konstruksi, pekerjaan seorang

insinyur sipil secara garis besar dapat dikategorikan sebagai berikut : 1.

Bidang perencanaan (design) bangunan sipil. 2. Bidang pelaksanaan

(construction) bangunan sipil. 3. Bidang perawatan/perbaikan

(maintenance/repair) bangunan sipil.

2.2 Gaya

Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan deformasi pada suatu

struktur. Gaya mempunyai besaran dan arah, digambarkan dalam bentuk

vektor yang arahnya ditunjukkan dengan anak-panah, sedangkan panjang

vektor digunakan untuk menunjukkan besarannya. Gaya terbagi atas gaya luar

dan gaya dalam.

(Gambar 2.1 Vektor)

2.3 Momen

Momen gaya merupakan besaran yang dipengaruhi oleh gaya dan

lengan. Besaran yang dapat menyebabkan benda berotasi itulah yang

dinamakan momen gaya atau torsi. Benda dapat melakukan gerak

rotasi karena adanya momen gaya. Momen gaya timbul akibat gaya yang

bekerja pada benda tidak tepat pada pusat massa.

2.4 Struktur Dan Konstruksi

Struktur dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa pendekatan,

yaitu antara lain :

1. Geometri

Berdasarkan geometri dasar, bentuk struktur dapat diklasifikasikan

sebagai salahsatu bentuk elemen garis (atau disusun dari elemen-elemen

garis) atau sebagai bentuk elemen permukaan. Bentuk elemen garis dapat

dibedakan sebagai garis lurus atau garis lengkung. Sedangkan bentuk

elemen permukaan bisa berbentuk datar atau lengkung. Elemen

permukaan lengkung bisa berupa lengkung tunggal atau lengkung ganda.

Pada kenyataannya tidak ada yang dapat disebut sebagai elemen garis atau

elemen permukaan, karena elemen-elemen struktur memiliki tebal. Istilah

garis dan permukaan ini hanya untuk memudahkan saja. Elemen tersebut

tergantung pada bahan atau metode konstruksinya. Sebagai contoh bahan

dari kayu, beton atau baja.

2. Kekakuan

Berdasarkan kekakuan, dapat diklasifikasikan apakah suatu struktur

kaku atau fleksibel. Elemen kaku biasanya sebagai batang, tidak

mengalami perubahan bentuk yang cukup besar di bawah pengaruh gaya

atau pada perubahan gaya yang diakibatkan oleh beban. Namun meskipun

demikian, struktur ini selalu bengkok meskipun sangat kecil, apabila

dibebani.

Elemen fleksibel atau tidak kaku, misalnya kabel, cenderung

mempunyai bentuk tertentu pada suatu kondisi pembebanan. Bentuk

tersebut dapat berubah apabila pembebanan berubah.

Struktur fleksibel dapat mempertahankan keutuhan fisiknya meskipun

bentuknya berubah-ubah. Elemen kaku contohnya adalah kayu dan baja.

Sedangkan contoh dari elemen fleksibel adalah kabel baja.

2.5 Ergonomi

Ergonomi berasal dari bahasa Yunani yang terdiri atas dua kata yaitu

ergon yang berarti kerja dan nomos yang berarti hukum (Kroemer, dkk.

2001). Penuilis lainnya mendefinisikan ergonomi sebagai berikut.

Ergonomi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari manusia dalam

kaitannya dengan pekerjaannya (Wignjosoebroto, 2000, hal 54)

Ergonomi merupakan aplikasi prinsip keilmuan, metode dan data yang

didapatkan dari disiplin ilmu yang bervariasi untuk membangun suatu sistem

keteknikan dimana manusia terkait didalamnya (Kroemer & Kroemer, 2001,

hal 1)

2.6 Antropometri

Antropometri menurut Stevension (1998) dan Nurmianto (1991)

adalah satu kumpulan data numerik yang berhungan dengan karakteristik fisik

tubuh manusia ukuran, bentuk, dan kekuatan serta penerapan dari data tesebut

untuk penanganan masalah desain.

Antropometri dibagi atas dua bagian yaitu:

1. Antropometri statis, pengukuran manusia pada saat posisi diam

2. Antropometri dinamis, yaitu pengukuran keadaan dan ciri – ciri fisik

manusia dalam keadaan bergerak atu memperhatikan gerakan-gerakan yang

mungkin terjadi saat pekerja melaksanakan kegiatannya.

2.7 Guidline Perancangan

Secara umum, ada berbagai hal yang perlu dipertimbangkan dalam

merancang mebel (alas duduk), mulai dari antropometri tubuh pengguna,

berbagai kemungkinan posisi yang dilakukan pengguna ketika sedang duduk,

jangkauan pengguna, penempatan produk, dan lain-lain.

Berikut akan dijabarkan general guidline mengenai perancangan mebel

yang dikeluarkan oleh BIFMA (Business and Institutional Furniture

Manufacturer’s Association). Guidline ini bersifat universal dan dapat

diaplikasikan kedalam berbagai jenis desain yang berbeda.

(Gambar 2.2 BIFMA Guidlines Used for Ergonomic Chairs)

(Tabel 2.1 Specific BIFMA Chair Design Guideline Measurements)

BAB III

Analisis Dan Pembahasan

3.1 Hasil Observasi

Deskripsi Produk

a. Dimensi

(Gambar 3.1 Stool Karya Mahasiswa di Lantai 1 Fakultas Industri Kreatif)

b. Material

Karya/produk ini menggunakan sebagian besar atau dapat dikatakan

hanya menggunakan satu material yaitu menggunakan besi.

c. Struktur dan Konstruksi

Struktur didalam produk ini dapat dikatakan sudah kuat karena level

ketinggian juga tidak terlalu tinggi jadi tumpuan jadi tidak terlalu kecil untuk

menopang berat yang diterima. Namun dalam segi kenyamanan dirasa

kurang karena material yang keras dan tidak sesuai dengan antropometri saat

digunakan dalam aktivitas duduk.

d. Data Uji Coba Pengguna

(Gambar 3.2 Ilustrasi Penggunaan Stool)

Seperti dilihat dalam gambar 3.2 stool ini hanya menggunakan

material besi tanpa adanya campuran material apapun. Jelas Material

besi sakit jika bersentuhan langsung dengan anggota tubuh yang

bersentuhan, apalagi besi tersebut seperti pipa-pipa kecil yang

menambah rasa sakit jika produk ini digunakan, namun konstruksi

produk ini sangat kuat.

3.2 Konsekuensi Perancangan Stool dengan Gaya-gaya yang Bekerja pada Stool

Untuk menghasilkan stool yang kuat harus ada berbagai pertimbangan,

mulai dari dimensi, pemilihan material, struktur, konstruksi, dll. Setiap

elemen yang menjadi dasar pertimbangan berkaitan satu sama lain untuk

menciptakan sebuah karya stool yang kokoh.

Pada perancangan stool ini sudah memiliki struktur dan konstruksi yang

kuat namun hanya pada masalah material yang digunakan sangat tidak

nyaman saat produk ini digunakan.

3.3 Analisis Struktur Ideal Stool

Sebuah konstruksi dibuat dengan ukuran-ukuran fisik tertentu haruslah

mampu menahan gaya-gaya yang bekerja dan konstruksi tersebut harus kokoh

sehingga tidak hancur dan rusak. Konstruksi dikatakan kokoh apabila

konstruksi tersebut dalam keadaan stabil, kestabilan tersebut akan terjadi bila

gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dalam arah vertikal dan horizontal

saling menghilangkan atau sama dengan nol, demikian dengan momen-

momen yg bekerja pada konstruksi tersebut pada setiap titik kumpul saling

menghilangkan atau sama dengan nol.

3.4 Analisis Material yang Digunakan pada Perancangan Stool

Dalam perancangan ini seharusnya lebih dipikirkan tentang bahan

material untuk produk ini nantinya, menggunakan sebagian besar material

besi memang membuat konstruksi dan struktur produk stool ini menjadi kuat

namun material ini sakit jika harus bersentuhan langsung dengan bagian tubuh

saat posisi duduk apalagi bentuk besi menggunakan pilihan besi yang seperti

pipa yang berukuran kecil yang membuat semakin

3.5 Solusi Desain/Redesain

1. Elemen Tambahan

Produk/karya stool ini karena menurut penulis sudah memiliki struktur

yang kuat maka produk/karya ini memerlukan elemen tambahan pada

materialnya saja.

(Gambar 3.3 Elemen Tambahan Desain Stool)

2. Struktur dan Konstruksi

Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa konstruksi dikatakan

kokoh apabila konstruksi tersebut dalam keadaan stabil, kestabilan tersebut

akan terjadi bila gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dalam arah vertikal

dan horizontal saling menghilangkan atau sama dengan nol, demikian dengan

momen-momen yg bekerja pada konstruksi tersebut pada setiap titik kumpul

saling menghilangkan atau sama dengan nol. Pada desain stool sebelumnya,

masih ada momen yang bekerja pada konstruksi tersebut yang menyebabkan

ketidakstabilan baik ketika stool sedang digunakan maupun tidak. Pada

gambar 3.9 diperlihatkan alternatif redesain struktur dan konstruksi dari stool

karya Mahasiswa Fakultas Industri Kreatif.

Selain struktur rangka stool, penempatan posisi stand gitar juga

dipindahkan dari sebelah kanan ke bagian tengah untuk menjaga kestabilan

stool.

BAB IV

Kesimpulan

Produk/karya jenis stool yang berada dilantai 1 Fakultas Industri Kreatif di

Universitas Telkom ini dalam konstruksi dan strukturnya sudah sangat kuat hanya

yang perlu ditambahkan adalah material yang empuk agak bagian tubuh yang

bersentuhan langsung terasa nyaman saat digunakan.

Daftar Pustaka

Callister Jr, William D. Materials Science and Engineering, An Introduction. Wiley,

2004.

Darma, Edifrizal. STATIKA 1. Pusat Pengembangan Bahan Ajar UMB, s.d.

Frick, Heinz. Mekanika Teknik 1, Statika & Kegunaannya. Vol. II. Semarang:

Kanisius, 1978.

Irawan, Agustinus Purna. Mekanika Teknik (Statika Struktur). Universitas

Tarumanegara, 2007.

Meriam, J. L., e L. G. Kraige. Engineering Mechanics Statics. Wiley, 2006.

Openshaw, Scott, e Erin Taylor. Ergonomics and Design A Reference Guide. Allsteel

Inc., 2006.

Panero. Human Dimension and Interior Space. 1979.

Smith, William F. Materials Science and Engineering. Mc Graw Hill, 1996.

Soemono. Ilmu Gaya. Djambatan, 1997.

Soemono . Statika 1. Bandung: ITB, s.d.

Surdia, Tata, e Shinro Saito. Pengetahuan Bahan. Pradnya Paramita, 2005.

The Ergonomic Seating Guide Handbook. HAWORTH, s.d.

Vlack, Lawrence H. Van. Ilmu dan Teknologi Bahan (Terjemahan). Erlangga, 1995.

W E, Woodson, B Tillman, and P Tillman. Human Factors Design Handbook. New

York: McGraw-Hill, 1992.

Wignjosoebroto, Sritomo. 2003. Ergonomi Studi Gerak Dan Waktu. Surabaya.

Penerbit Guna Widya

http://www.google.co.id/imgres?imgurl=https://gurumuda.net/wp-

content/uploads/2013/10/Syarat-kesetimbangan-benda-tegar-

4.png&imgrefurl=https://gurumuda.net/syarat-kesetimbangan-benda-

tegar.htm&h=94&w=195&tbnid=EISltV-

SDY3mLM:&docid=0Vo_W06y3vZ_RM&ei=szNXVuOWNo26uASUnqrYCQ&tb

m=isch&ved=0ahUKEwijvK7Fwa7JAhUNHY4KHRSPCpsQMwg_KB4wHg

http://www.google.co.id/imgres?imgurl=https://shefocus.files.wordpress.com/2013/10/sea

ting-design.jpg&imgrefurl=https://shefocus.wordpress.com/tag/herman-

miller/&h=534&w=600&tbnid=L8kQAuCjZEq6IM:&docid=69r2_uZFFrrs2M&ei=3zZXVqOFG

M6quQSH6baQAQ&tbm=isch&ved=0ahUKEwjj8KjIxK7JAhVOVY4KHYe0DRIQMwgaKAEwAQ

http://kamus-indonesia.com/definitions/?word=bar_stool