Gempa

GEMPA

Gempa adalah pergeseran tiba-tiba dari lapisan tanah di bawah permukaan bumi. Ketika pergeseran ini terjadi, timbul getaran yang disebut gelombang seismik.gempa. Gelombang seistemik adalah getaran gempa yang menjalar di dalam dan dipermukaan bumi dengan cara longitudinal dan transfersal. Ketika gelombang ini mencapai permukaan bumi, getarannya bisa merusak atau tidak tergantung pada kekuatan sumber dan jarak fokus, disamping itu juga mutu bangunan dan mutu tanah dimana bangungan berdiri. Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi). Kata gempa bumi juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya kejadian gempa bumi tersebut. Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan. Gelombang ini menjalar menjauhi focus

Gempa dapat terjadi kapan saja, tanpa mengenal musim. Meskipun demikian, konsentrasi gempa cenderung terjadi di tempat-tempat tertentu saja, seperti pada batas Plat Pasifik. Tempat ini dikenal dengan Lingkaran Api karena banyaknya gunung berapi.

Seismologist adalah ilmuwan yang mempelajari sesar dan gempa. Mereka menggunakan peralatan yang disebut seismograf untuk mencatat gerakan tanah dan mengukur besarnya suatu gempa. Seismograf memantau gerakan-gerakan bumi mencatatnya dalam seismogram, Gelombang seismik, atau getaran, yang terjadi selama gempa tergambar sebagai garis bergelombang pada seismogram. Seismologist mengukur garis-garis ini dan menghitung besaran gempa. Seismologist menggunakan skala Richter1 untuk menggambarkan besaran gempa, dan skala Mercalli untuk menunjukkan intensitas gempa, atau pengaruh gempa terhadap tanah, gedung dan manusia.

      PENYEBAB TERJADINYA GEMPA BUMI

Kebanyakan gempa bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itulah gempa bumi akan terjadi.

Gempa bumi biasanya terjadi di perbatasan lempengan lempengan tersebut. Gempa bumi yang paling parah biasanya terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa bumi fokus dalam kemungkinan besar terjadi karena materi lapisan litosfer yang terjepit kedalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 km.

            Beberapa gempa bumi lain juga dapat terjadi karena pergerakan magma di dalam gunung berapi. Gempa bumi seperti itu dapat menjadi gejala akan terjadinya letusan gunung berapi. Beberapa gempa bumi (jarang namun) juga terjadi karena menumpuknya massa air yang sangat besar di balik dam, seperti Dam Karibia di Zambia, Afrika. Sebagian lagi (jarang juga) juga dapat terjadi karena injeksi atau akstraksi cairan dari/ke dalam bumi (contoh. pada beberapa pembangkit listrik tenaga panas bumi dan di Rocky Mountain Arsenal. Terakhir, gempa juga dapat terjadi dari peledakan bahan peledak. Hal ini dapat membuat para ilmuwan memonitor tes rahasia senjata nuklir yang dilakukan pemerintah. Gempa bumi yang disebabkan oleh manusia seperti ini dinamakan juga seismisitas terinduksi

      PROSES GEMPA BUMI

Lempeng samudera yang rapat massanya lebih besar ketika bertumbukkan dengan lempeng benua di zona tumbukan (subduksi) akan menyusup ke bawah. Gerakan lempeng itu akan mengalami perlambatan akibat gesekan dari selubung bumi. Perlambatan gerak itu menyebabkan penumpukkan energi di zona subduksi dan zona patahan. Akibatnya di zona-zona itu terjadi tekanan, tarikan, dan geseran. Pada saat batas elastisitas lempeng terlampaui, maka terjadilah patahan batuan yang diikuti oleh lepasnya energi secara tiba-tiba. Proses ini menimbukan getaran partikel ke segala arah yang disebut gelombang gempa bumi.

      LETAK INDONESIA

Kepulauan Indonesia terletak pada pertemuan 3 lempeng utama dunia yaitu lempeng Australia, Eurasia, dan Pasifik. Lempeng Eurasia dan Australia bertumbukan di lepas pantai barat Pulau Sumatera, lepas pantai selatan pulau Jawa, lepas pantai Selatan kepulauan Nusatenggara, dan berbelok ke arah utara ke perairan Maluku sebelah selatan. Antara lempeng Australia dan Pasifik terjadi tumbukan di sekitar Pulau Papua. Sementara pertemuan antara ketiga lempeng itu terjadi di sekitar Sulawesi. Itulah sebabnya mengapa di pulau-pulau sekitar pertemuan 3 lempeng itu sering terjadi gempabumi.

Berikut ini adalah 25 Daerah Wilayah Rawan Gempabumi Indonesia yaitu: Aceh, Sumatera Utara (Simeulue), Sumatera Barat - Jambi, Bengkulu, Lampung, Banten Pandeglang, Jawa Barat, Bantar Kawung, Yogyakarta, Lasem, Jawa Timur, Bali, NTB, NTT, Kepulauan Aru, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Tengah, Sulawesi Utara, Sangir Talaud, Maluku Utara, Maluku Selatan, Kepala Burung-Papua Utara, Jayapura, Nabire, Wamena, dan Kalimantan Timur.

dikutip sebagian dari : http://fisika.name/index.php?pilih=news&mod=yes&aksi=lihat&id=22

DERAJAT KEBEBASA

( DEGREE OF FREEDOM )

Derajat kebabaasn adalah derajat independensi yang diperlukan untuk menyatankan posisi suatu sistem pada setiap saat.

Titik yang ditinjau derajat kelembaban bergerak kearah :

·         Horisontal 

·         Vertikal

·         Rotasi

Derajat kebebasan ( Degree Of Freedom ) dibagi menjadi 2 yaiti :

Ø  Derajat kebebasan tunggal/SDOF ( Single Degree Of Freedom )

Ø  Derajat kebebasan banyak/MDOF ( Multi Degree Of Freedom )

Derajat Kebebasan Tunggal ( Single Degree Of Freedom )

Derajat kebebasa tunggal/SDOF ( Single Degree Of Freedom ) adalah system yang dimodelisasi sebagai sistem dengan koordinat perpindahan tunggal.

Derajat kebebasan tunggal dibagi menjadi 2 yaitu :

·         Derajat kebebasan tunggal teredam

·         Derajat kebebasan tunggal tak teredam

·         Derajat kebebasan tunggal yang teredam

Derajat kebebasan tunggal yang teredam adalah derajat kebebasan sebagai isolator sederhana dengan redaman. Gaya – gaya ini melepaskan energi lebih tepat lagi, adanya gaya geser yang tidak dapat diabaikan.

Dapat dilihat pada gambar :

Ketika sisitem SDOF dipaksa oleh f (t), solusi untuk perpindahan x (t) terdiri dari dua bagian:

1.      Solusi gratis

Solusi gratis untuk masalah diberikan oleh getaran diskusi bebas

2.      Solusi khusus/ tertentu

Solusi khusus/ tertentu tergantung pada sifat dari fungsi memaksa.

Bila fungsi memaksa adalah harmonok ( yakni terdiri dari paling banyak sebuah sinusdan kosinus pada frekunsi yang sama, sebuah kuantitas yang dapat dinyatakan oleh eksponensial kompleks ei ω t ), metode koefisien belom ditentukan dapat digunakan untuk mencari fungsi khusus.

Fungsi memaksa non-harmonik ditangani dengan teknik lain.

Solusi khusus untuk masalah ini adalah :

Solusi umum yang diberikan oleh jumlah dari solusi gratis dan tertentu dikalikan dengan dua konstanta bobot c1 dan c2,

 

Nilai-nilai c1 dan c2 ditemukan oleh pencocokan x (t = 0) ke kondisi awal.

Undamped SDOF sistem bawah Harmonic Eksitasi

Untuk sistem undamped (cv = 0) perpindahan solusi total,

Jika frekuensi memaksa dekat dengan frekuensi alam, sistem akan menunjukkan resonansi (sangat perpindahan yang sangat besar) karena-nol dekat di penyebut dari x (t).
Ketika frekuensi memaksa adalah sama dengan frekuensi alami, kita tidak dapat menggunakan x (t) yang diberikan di atas karena akan memberikan membagi oleh-nol.Sebaliknya, kita harus menggunakan L'Hôspital's Aturan untuk mendapatkan solusi yang bebas dari nol pada penyebut,

Untuk mempermudah x (t), mari kita asumsikan bahwa kekuatan pendorong hanya terdiri dari fungsi kosinus

Solusi untuk mengurangi perpindahan :

Solusi ini berisi satu istilah dikalikan dengan t. Istilah ini akan menyebabkan amplitudoperpindahan untuk meningkat secara linear dengan waktu sebagai energi pompa fungsi memaksa ke dalam sistem, seperti ditunjukkan dalam plot perpindahan berikut,

Perpindahan maksimum sistem undamped paksa pada frekuensi resonan akan meningkat tak terbatas sesuai dengan solusi untuk x (t) di atas. Namun, sistem yang nyata akan menyuntikkan tambahan fisika perpindahan sekali menjadi cukup besar. Inifisika tambahan (plastik deformasi nonlinier, perpindahan panas, tekuk, dll) akanberfungsi untuk membatasi perpindahan maksimum ditunjukkan oleh sistem, danmemungkinkan satu untuk melarikan diri dari "kematian mendadak" kesan bahwa sistem tersebut akan segera gagal.

Sistem Underdamped

Ketika < 0 ( serta dengan <1 atau < ), tersamaan karekterristik memiliki sepasang akar konjungasi kompleks. Soliusi system untuk jenis ini adalah solusi alternatif  tetapi setara diberikan oleh plot perpindahan dari sistem underdamped akan muncul.

Perhatikan bahwa amplitudo meluruh secara eksponsial (logaritmaalami dari rasio amplitudo untuk setiap dua perpindahan terpisah dalam waktu denganrasio konstan adalah konstan ) adalah periode getaran teredam

Teredam kritis-Systems

Ketika = 0 ( serta dengan = 1atau = ), persamaan karekteristik telah mengurangi akar nyata. Factor kritis redaman dapat diartikan sebagai redaman minimum yang menghasilkan gerakan non-periodik. Perpindahan meluruh ke tingkat yang diabaikan setelah satu periode alam, bahwa jika kecepatan awal v₀ adalah negatif sedangkan perpindahan awal x₀ adalah positif, maka akan ada satu overshoot dari posisi beristirahat di plot perpindahan.

Sistem Overdamped

Ketika> 0 (setara dengan> 1 atau>), persamaan karakteristik memiliki dua akar nyata berbeda. Solusi perpindahan untuk jenis sistem, Plot perpindahan dari sistem overdamped akan muncul sebagai, Gerak sistem overdamped adalah non-periodik, terlepas dari kondisi awal. Semakin besar redaman, semakin lama waktu untuk peluruhan dari gangguan awal.
Jika sistem ini sangat teredam,, solusi perpindahan mengambil bentuk perkiraan,