Gambar 2. Buah jarak siap panen sumber:
http:balittri.litbang.deptan.go.id Pembentukan buah membutuhkan waktu selama 90 hari dari pembungaan sampai matang.
Buah matang tidak serentak dalam artian di suatu rangkaian akan terdapat bunga, buah muda serta buah yang sudah kering Prihandana, 2006. Biji masak dicirikan dengan kulit buah berubah warna
dari hijau muda menjadi kuning kecokelatan atau hitam dan mengering. Ciri lainnya yaitu kulit buah terbuka sebagian secara alami. Ketika kulit buah membuka berarti biji di bagian dalam telah
masak. Buah jarak yang sudah mengering memiliki kandungan minyak yang tinggi. Menurut Silip 2008, tingkat kematangan setiap buah jarak pagar ditentukan oleh
perbedaan warna kulit buah. Tingkat kematangan dibagi dalam 8 tingkat warna. Kematangan pada tingkat 1 buah muda, tingkat 2 hijau tua, tingkat 3 lebih hijau dari kuning, tingkat 4 lebih
kuning dari hijau, tingkat 5 kuning, tingkat 6 lebih kuning dari cokelat, tingkat 7 lebih cokelat dari kuning dan tingkat 8 cokelat atau hitam.
Menurut Hariyadi 2006, tanaman jarak pagar adalah tanaman yang cukup adaptif terhadap lingkungan tumbuhnya. Tanaman ini dapat tumbuh pada tanah yang kurang subur, tetapi memiliki
drainase yang baik, tidak tergenang dan pH 5.0-6.0. Jarak pagar dapat tumbuh pada ketinggian 0- 2000 m dpl, suhu berkisar antara 18-30
o
C. Pada suhu rendah 18
o
C akan menghambat pertumbuhan, sedangkan pada suhu tinggi 35
o
C akan menyebabkan daun dan bunga berguguran serta buah kering sehingga menurunkan produktivitasnya. Untuk memperoleh pertumbuhan yang
baik disertai produksi dan mutu yang tinggi, jarak pagar harus ditanam pada daerah yang relatif kering dengan intensitas radiasi matahari yang tinggi karena kondisi yang kering dapat
meningkatkan kadar minyak biji Raden, 2008. Curah hujan yang sesuai untuk jarak pagar adalah 625 mmtahun. Meskipun demikian, jarak pagar tetap dapat tumbuh dengan baik pada curah hujan
yang lebih rendah yaitu 300 mmtahun. Tanaman jarak pagar mempunyai sistem perkaran yang mampu menahan air dan tanah
sehingga tahan terhadap kekeringan serta berfungsi sebagai tanaman penahan erosi. Jarak pagar dapat tumbuh pada berbagai ragam tekstur dan jenis tanah, baik tanah berbatu, tanah berpasir,
maupun tanah berlempung atau tanah liat.
B. Percabangan Jarak Pagar
Raden 2008 mengemukakan tanaman jarak pagar yang ditanam atau tumbuh secara alami yang berasal dari biji mempunyai karakter 1 secara alamiah percabangan tajuk yang terbentuk
tidak teratur dan tidak produktif, 2 cabang umumnya terbentuk setelah bunga atau buah pertama terbentuk memiliki 60-70 daun, 3 tinggi pohon mencapai 5-7 m, 4 tunas cabang umumnya
terbentuk bersamaan dengan perkembangan reproduktif, 5 bunga muncul pada ujung-ujung pucuk bunga terminal. Tajuk pohon yang merupakan tempat munculnya buah terbagi menjadi
sistem percabangan, daun, batang dan struktur reproduktifnya, yaitu bunga dan buah. Antar bagian
dan antar sub bagiannya saling berhubungan satu dengan yang lainnya melalui pembuluh kayu xylem serta pembuluh tapis floem. Jumlah cabang akan menentukan jumlah bunga, buah dan
biji jarak pagar. Sudut rata-rata cabang primer tanaman jarak pagar adalah 40-45
o
, hal ini menunjukkan bahwa arah tumbuh atau sifat percabangan jarak pagar condong ke atas patens
dengan jumlah cabang sekunder yang terbentuk 1-3 cabang. Percabangan jarak pagar terdiri atas cabang primer, cabang sekunder dan cabang terminal.
Cabang sekunder adalah cabang yang terbentuk pada cabang primer, sedangkan cabang terminal adalah cabang yang terbentuk pada cabang sekunder yang merupakan tempat tumbuhnya daun,
bunga dan buah. Jumlah cabang terminal sangat ditentukan oleh jumlah cabang primer dan sekunder yang terbentuk Putri, 2009. Tinggi cabang pertama dari permukaan tanah adalah 40-75
cm. Skematis posisi buah dapat dilihat pada Gambar 3.
a b
Gambar 3. Pembungaan dan buah pada tanaman jarak pagar a dan ilustrasi pembentukan bunga dan cabang pada tanaman jarak pagar b. Tanda bulatan menunjukkan letak buah.
Menurut Raden 2008, posisi cabang yang tumbuh dan berkembang pada tanaman jarak pagar berbentuk spiral dan cabang yang tumbuh bersamaan dengan perkembangan bunga tumbuh
secara dikotom. Proyeksi cabang dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Proyeksi posisi cabang jarak pagar. Angka menunjukkan nomor cabang tampak atas dan garis putus-putus menunjukkan arah utara, selatan, timur dan barat
Model tajuk jarak pagar ditentukan berdasarkan panjang cabang relatif dan posisi cabang dari apeks batang utama. Cabang terbentuk sebelum tanaman berbunga dan sesudah tanaman
berbunga. Untuk model tajuk tanaman jarak pagar yang tumbuh secara alami lebih kerucut, sedangkan tanaman jarak pagar yang yang dipangkas batang utamanya lebih mendekati kolumnar.
Bunga jarak pagar terletak pada bagian terminal, selama perkembangan bunga terjadi pula
3 1
4
6 2
5
1 4
3 2
4 1
3 2
5
45-70 cm
pemebentukan cabang sekunder. Model tajuk tanaman jarak pagar pada umur 2-3 tahun dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Model tajuk jarak pagar, angka ... menyatakan nomor cabang dan nilai selain dalam kurung menyatakan panjang cabang dan tinggi tanaman dari permukaan tanah dalam
cm Daun jarak pagar dapat bertahan sampai umur 14 minggu dengan posisi dan penyebaran
daun yang memiliki filotaksi pola penyebaran daun 513 yang artinya terdapat 5 garis spiral yang melingkar cabang atau batang dan melewati 13 daun untuk mencapai daun yang tegak lurus
dengan daun permulaan dengan sudut antar daun 138
o
.
C.
Sifat Mekanik Kayu
Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa unsur karbohidrat serta berupa lignin
non-karbohidrat. Semua kayu bersifat anisotropic, yaitu memperllihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya longitudinal, tangensial dan radial. Hal ini
disebabkan oleh struktur dan orientasi selulosa dalam dinding sel, bentuk memanjang sel-sel kayu dan pengaturan sel terhadap sumbu vertikal dan horisontal pada batang pohon.
Menurut Haygreen dan Bowyer 1982 diacu dalam Sulistiawan 2010 sifat kekuatan kayu terhadap perubahan bentuk akibat beban atau gaya luar yang mengenainya sangat ditentukan oleh
sifat mekanis kayu. Gaya luar atau beban tersebut dapat berupa tekanan, tarikan atau geseran. Gaya yang timbul oleh gaya luar disebut tegangan stress dan gaya ini menimbulkan regangan
yang bertendensi untuk merubah bentuk dan ukuran dari benda bersangkutan. Beberapa sifat mekanik kayu adalah sebagai berikut: 1 keteguhan tarik adalah kekuatan
kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu, 2 keteguhan tekan kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan muatanbeban, 3 keteguhan geser adalah kemampuan kayu
untuk menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian kayu tersebut turut bergeser dari bagian lain di dekatnya, 4 keteguhan lengkung lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang
berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati maupun hidup selain beban pukulan, 5 kekakuan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk atau
lengkungan, kekakuan tersebut dinyatakan dalam modulus elastisitas, 6 keuletan adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan-
kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian, 7 kekerasan adalah
kemampuan kayu untuk menahan gaya yang membuat takik atau lekukan atau kikisan abrasi dan
53 71
63.5 4
49
1 2
3
32 100
79
4 6
5
105 114
100 21
15
3 2
1
28 50
55 15
133
5
51 96
1 2
38
3 4
27 128
120 41
8 keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha membelah kayu.
Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik kayu secara garis besar digolongkan menjadi dua kelompok :
a. faktor luar eksternal: pengawetan kayu, kelembaban lingkungan, pembebanan dan cacat
yang disebabkan oleh jamur atau serangga perusak kayu. b.
faktor dalam internal: berat jenis, cacat mata kayu dan serat miring.
Tegangan Lentur
Tegangan yang disebabkan oleh momen lentur disebut sebagai tegangan lentur dapat dilihat dari Gambar 6.
Gambar 6. Balok yang diberi beban mengalami kompresi dan tegangan sumber: http:www.mathalino.com
Dapat dilihat bahwa efek dari momen lentur pada balok menyebabkan lengkungan serat balok pada jarak y dari sumbu netral, serat yang direntangkan sebesar cd. Semakin kecil lengkungann
dari balok, maka bcd sama dengan segitiga Oba. Sehingga regangan pada serat ini dapat dirumuskan menjadi:
1 dimana hukum Hooke,
ε = σ E, sehingga ;
2 yang menunjukkan bahwa tegangan sebanding dengan jarak y dari sumbu netral.
Gambar 7. Penampang balok yang mengalami lenturan sumber: http:www.mathalino.com
Besarnya gaya yang terjadi pada penampang balok merupakan turunan luas permukaan pada jarak y
dari sumbu netral. 3
Resultan dari semua momen yang terjadi pada sumbu netral harus seimbang dengan momen lentur pada penampang ini.
4 5
dimana , sehingga:
atau 6
subtitusi , sehingga:
diperoleh 7
Sehingga tegangan maksimum merupakan, 8
Keterangan : E
= Modulus Young modulus elastisitas Nm
2
M = momen lentur Nm
I = momen Inersia untuk balok berpenampang lingkaran
m
4
c = jarak dari sumbu netral ke serat terluar permukaan netral m
ρ = jari-jari kelengkungan balok m
ε = regangan mm
σ = f
b
= tegangan Nm
2
Momen Lentur
Penentuan gaya geseran dan aksila pada sebuah irisan balok melengkapi dua syarat statika yang harus dipenuhi oleh segmen. Gaya-gaya ini memenuhi persamaan
Σ F
x
= 0 dan Σ F
y
= 0. Syarat keseimbangan statik yang tinggal untuk persoalan planar adalah
Σ M
z
= 0. Pada umumnya ini dipenuhi hanya dengan membentuk sebuah kopel atau momen perlawanan dalam internal
resisting moment pada luas penampang dari irisan untuk menghadapi momen yang disebabkan
oleh gaya-gaya luar. Momen perlawanan dalam tersebut haruslah bekerja dalam arah yang berlawanan dengan momen luar untuk memenuhi persamaan
Σ M
z
= 0. Demikian pula dari persamaan yang sama diperoleh bahwa besar momen perlawanan dalam adalah sama dengan
momen luar. Momen-momen ini cenderung untuk melenturkan balok dalam bidang beban-beban dan yang biasanya diartikan sebagai momen lentur bending moment dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Balok yang diberi beban W tepat di tengah balok sumber: http:www.mathalino.com
Dari gambar di atas besarnya momen lentur yang terjadi pada titik tengah balok tersebut dapat dihitung dengan rumus berikut:
9 dimana, M, momen lentur Nm; W, bebangaya yang diberikan N; l, panjang balok m
Gaya-gaya yang bekerja pada sistem kantilever dapat dilihat pada Gambar 9. Besarnya momen yang terjadi dapat diperoleh dengan rumus berikut:
10
Gambar 9. Balok yang diberi beban P pada sistem kantilever. sumber: http:web.ipb.ac.id~lbpkulondiktat
Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan di bawah batas elastis sehingga benda akan kembali ke bentuk semula apabila dilepaskan, grafik perbandingan
dan regangan dapat dlihat pada Gambar 10 . Kayu merupakan benda orthotropis yang memiliki tiga buah modulus elastisitas, yang dilambangkan dengan E
L
, E
R
, dan E
T
. Lambang E
L
, E
R
, dan E
T
berturut- turut merupakan modulus elastistas sepanjang arah longitudinal, radial dan tangensial kayu. Ketiga konstanta modulus elastistas ini diperoleh melalui pengujian tekan, namun khusus E
L
yang diperoleh dari pengujian lentur. E
L
yang diperoleh melalui pengujian lentur sederhana dengan beban tunggal di tengah bentang one point loading masih mengandung defleksi sebesar ±
10 untuk memperoleh E
L
murni Green et al. 1999. Menurut Mardikanto 2009, modulus elastisitas merepresentasikan kekakuan material dalam menahan lenturan yang terjadi akibat
beban. Nilai modulus elatisitas yang besar menggambarkan sifat kekakuan yang besar, dimana kayu tidak mudah berubah bentuk akibat pembebanan.
Gambar 10. Grafik hubungan tegangan dan regangan dari baja dengan karbon medium sumber:
http:www.mathalino.com
Pada balok yang diberikan beban load pada titik tengah terjadi defleksi dari balok dimana besarnya defleksi maksimum yang terjadi pada pusat balok diperoleh dengan rumus:
∆ 11
Sedangkan pada balok dengan sistem kantilever menghasilkan defleksi maksimum dengan rumus berikut :
∆ 12
D. Pemanenan
