04 keseimbangan benda terapung.pdf

Upload: lechyanaz

Post on 19-Feb-2018

240 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    1/18

    KESEIMBANGAN BENDATERAPUNG

    Ir. Suroso Dipl.HE, M.EngDr. Eng. Alwafi Pujiraharjo

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    2/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 2

    Fluida Diam

    Membahas sistem yang berhubungan dengan

    fluida:

    yang tidak bergerak atau

    bergerak dengan kecepatan (u) seragam

    Untuk kasus di atas, tidak terjadi tegangan geser

    (= du/dy = 0) sehingga kekentalan fluida ()

    tidak berpengaruh.

    Karena tidak ada gaya geser, maka analisisfluida diam lebih sederhana dibanding analisis

    fluida bergerak

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    3/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 3

    Gaya Apung dan Stabilitas

    Bila benda tenggelam atau mengapung dalam fluida,resultan gaya fluida yang bekerja pada benda disebutgaya apung (buoyant force)

    Gaya horisontal saling meniadakanGaya apung= gaya vertikal ke atas netto yang dihasilkandari kenaikan tekanan terhadap kedalaman.

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    4/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 4

    Gaya Apung dan Stabilitas

    Daya apung disebabkanoleh karena fluidadipindahkan oleh benda.

    FB=fgV.Hukum Archimedes: gayaapung yang bekerja pada

    benda yang dimasukkan kedalam fluida adalah samadengan berat fluida yangdipindahkan oleh benda,

    dan bekerja ke atas melaluipusat berat (centroid)volume yang dipindahkan.

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    5/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 5

    Gaya Apung dan Stabilitas

    Gaya apung FB = volume

    yang dipindahkanfgVdipindahkan.

    Tiga kemungkinan:

    1. body< fluid: mengapung

    2. body= fluid: melayang

    3. body

    > fluid

    : tenggelam

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    6/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 6

    Stabilitas

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    7/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 7

    Stabilitas

    Benda dikatakan dalam keadaan

    keseimbangan stabil, bila benda diubah/

    diganggu akan kembali ke posisikeseimbangan.

    Untuk benda tenggelam:Stabil: pusat berat (center of gravity=CG)

    di bawah pusat apung (center of buoyancy=c atau B), jika tidak maka benda tidak

    stabil.

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    8/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 8

    Stabilitas Benda Tenggelam

    Stabilitas rotasi benda tenggelam tergantung pada relatif

    letak pusat berat (center of gravity) G dan pusat apung

    (center of buoyancy) B.G di bawah B: stabil

    G di atas B: tidak stabil

    G berimpit dengan B: stabil netral.

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    9/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 9

    Stabilitas Benda Terapung

    Jika bagian bawah benda

    berat (G di bawah B), ini

    selalu stabil.

    Benda terapung dapat

    stabil bila G di atas B

    karena perpindahan letak

    pusat apung dan timbul

    momen yang mengembali

    kan posisi benda.

    Ukuran stabilitas adalah

    tinggi metacentris GM.

    Jika GM>1, benda stabil.

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    10/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 10

    Stabilitas Benda Terapung

    CG > c dan c (perubahan letak pusat apung).

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    11/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 11

    Stabilitas Benda Terapung

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    12/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 12

    Stabilitas

    (a) Tidak stabil; (b) netral; (c) stabil.

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    13/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 13

    Stabilitas

    (a) posisi seimbang; (b) posisi diputar.

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    14/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 14

    Stabilitas

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    15/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 15

    Metacenter

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    16/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 16

    Metacenter

    Hubungan antara G dan MG di bawah M: benda stabil

    G berimpit M: benda netralG di atas M: benda tidak stabil

    STABSTABIILL TIDAKTIDAK STABSTABIILL

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    17/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 17

    Stabilitas Benda Terapung

    BGV

    IGM =

    0

    dimana : GM = tinggi metasentrum

    I0

    = momen inertia

    V = volume air yang dipindahkan

  • 7/24/2019 04 Keseimbangan Benda Terapung.pdf

    18/18

    Kesetimbangan Benda Terapung 18