04 keseimbangan benda terapung.pdf
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