materi luliah fisika teknik

7/25/2019 Materi Luliah Fisika Teknik

1/40

MATERI LULIAH FISIKA TEKNIK

GAYA APUNG DAN STABILITAS

BENDA APUNG

OLEH :MUHAMMAD AZHARI NOOR, ST, M.Eng.


2/40

GAYA APUNG DAN STABILITASBENDA APUNG

Tujuan Pembelajaran Umum :1. Mahasiswa memahami konsep kesetimbangan

statis untuk menyelesaikan gaya-gaya yangbekerja pada kasus benda yang mengapung,

2. Mahasiswa mampu menganalisis stabilitasbenda yang mengapung dalam kondisi tegakmaupun miring.

Tujuan Pembelajaran husus :

!. Mahasiswa mampu menghitung besar danletak titik berat benda yang mengapung,

". Mahasiswa mampu menghitung besar danletak titik tangkap gaya buoyan#y,

$. Mahasiswa mampu melakukan kontrolstabilitas benda yang mengapung, melalui


3/40

GAYA

APUN

G

Sembarang bena !angmenga"#ng $ "erm#%aan a$r,a%an mena"a& "er'a%#an (ma)am ga!a !ang be%er*a "aaara+ +r$-$n&a' an er&$%a', !a$ :

1) Gaya horizontal (H),.

2) Berat sendiri benda (W),

3) Ga a buo anc (FB)


4/40

GAYA

APUN

G

/0 Gaya horizontal (H), gaya

menean sebelah sisi iri dan sisi

anan dari benda, yang salingmengha!usan, sehingga tidaada gaya horizontal !ada benda.


5/40

GAYA

APUN

G

10 Berat sendiri benda (W), yaitusuatu gaya yang beer"a #ertiale ba$ah dan mem!unyai tititanga! di titi G, titi beratbenda. W% m & g

dimana '

m % massa benda, dalam satuan g

g % !erce!atan gra#itasi bumi, dalam satuanm deti2.


6/40

GAYA

APUN

G(0 Gaya buoyancy (FB), yaitu gaya

tean e atas !ada suatu benda yangmenga!ung sama dengan berat air

yang di!indahan (rchimede*s

!rinsi!le). +iti tanga! gayabuoyancy di titi B sama dengan titiberat dari #olume air yangdi!indahan, atau sama dengan titi

berat dari bidang yang tercelu!.


7/40

GAYA

APUN

GGa!a 2 $e-a% %e a&a- 'e+ gaya

buoyancy (Fb) sebesar berat air yangdi!indahannya. dinyataan secaramatemati oleh !rinsi! rchimedes

sebagai beriut


8/40

Seb#a+ g#n#ng e- &era"#ng $'a#&. B$'a ra"a&ma--a e- an a$r 'a#& ma-$ng3ma-$ng aa'a+ 4/5an /617 %g8m(, bera"a 9 bag$an e- !ang

&era"#ng !ang &er'$+a&8m#n)#' $"erm#%aan0;a


9/40

SOAL

GAYA

APUNG

Seb#a+ ba'n ber$-$ +e'$#m ber*ar$3*ar$ /1 m.Ma--a &&a' ba'n, %abe'3%abe' '' aa'a+ M =/4> %g. B$'a ra"a& ma--a ga- +e'$#m an #arama-$ng3ma-$ng aa'a+ 6,/> an /,1? %g8m(,

+$ng ma--a beban ma%-$m#m !ang a"a&$ba


10/40

&atu !$ u!ara mempuna$ berat 700 ,se!ang beratna !$

!alam a$r a!ala# 400 * #$tung vlum !an rapat relat$+ batu*

enelesa$an-

F& . W !$ u!ara / W !$ a$r

.700 / 400 . 300

F& . *V . p*g*# . 1000 9,1 V . 910 V

300 . 910 V V . 0,0305 m

W !$ u!ara . *V . p*g*#

700 . p 9,1 0,0305

p . 2*333 kgm . p p a$r . 2*333 1000 . 2*3


11/40

&alk seg$ empat !engan ukuran 40 cm 20 cm 20 cm

mengapung !$ a$r !engan s$s$ panangna seaar muka a$r*

pab$la bag$an !ar$ balk ang bera!a !$ atas permukaan a$r

a!ala# 5 cm,#$tung berat balk*enelesa$an -

$ngg$ balk ang teren!am

! . 20 / 5 . 15 cm . 0,15 m

Vlume bag$an balk ang teren!am

V . 0,15 0,2 0,4 . 0*012 m

&erat balk . berat 8at ca$r ang !$p$n!a#kan

. a$r V . 1000 0,012 . 12 kg+


12/40

KONDISI BENDA DI DALAM SUATU KOLOM AIR


13/40


14/40


15/40STABILIT

AS

GAYA

APU

NG

( ma)am %e-e$mbangan ar$ bena !gmenga"#ng $ a$r


16/40STABILIT

AS

GAYA

APU

NG

/0 T$&$% terleta di atas titi G, benda ini stabildan bila ada !erobahan dari !osisi ini benda aanembali lagi !ada !osisi stabilnya yang semula.10 T$&$% terleta di ba$ah titi G, benda ini dalam

ondisi labil. -erubahan sediit dari !osisi ini aanmenggulingan benda untu mencarieseimbangan yang baru.(0 T$&$% dan titi G berim!it, benda dalam ondisi

netraleseimbangan indierent. -erubahan dari!osisi ini tida aan mem!engaruhi tem!at titi


17/40STABILIT

AS

GAYA

APU

NG

KESETIMBANGAN TRANS@ERSALBENDA TERAPUNG


18/40


19/40


20/40


21/40

TITIK PENTING STABILITAS KAPAL

Keterangan :

K = lunas (keel)

B = titik apung (buoyancy)G = titik berat (gravity)

M = titik metasentris (metacentris)

d = sarat (draft)

D = dalam kapal (depth)

CL = Centre Line

WL = Water Line


22/40

%a&. Titik (erat %)entre o* +raity&T$&$% bera& )en&er gra$&!0 $%ena' engan &$&$% Gar$ -eb#a+ %a"a', mer#"a%an &$&$% &ang%a" ar$ -em#aga!a3ga!a !ang mene%an %e ba


23/40

%b&. Titik pung %)entre o* (uoyan#e&T$&$% a"#ng )en&er b#!an)e0 $$%ena' engan&$&$% B ar$ -eb#a+ %a"a', mer#"a%an &$&$% &ang%a"ar$ re-#'&an ga!a3ga!a !ang mene%an &ega% %e

a&a- ar$ bag$an %a"a' !ang &erbenam a'am a$r.

T$&$% &ang%a" B b#%an'a+ mer#"a%an -#a &$&$%!ang &e&a", a%an &e&a"$ a%an ber"$na+3"$na+ 'e+

aan!a "er#ba+an -ara& ar$ %a"a'. Da'am -&ab$'$&a-%a"a', &$&$% B $n$'a+ !ang men!ebab%an %a"a'

mam"# #n% &ega% %emba'$ -e&e'a+ menga'am$

-enge&. Le&a% &$&$% B &erganng ar$ be-arn!a-enge& %a"a' b$'a -enge& ber#ba+ ma%a 'e&a% &$&$%

B a%an ber#ba+ 8 ber"$na+. B$'a %a"a' men!enge&&$&$% B a%an ber"$na+ %e-$-$ !ang rena+.


24/40

#&. Titik MetasentrisT$&$% me&a-en&r$- a&a# $%ena' engan &$&$% M ar$-eb#a+ %a"a', mer#"a%an -eb#a+ &$&$% -em# ar$ba&a- $mana &$&$% G &$a% b'e+ me'e


25/40

TITIK METASENTRUM


26/40

TITIK METASENTRUM


27/40

TITIK METASENTRUM


28/40

TITIK METASENTRUM


29/40

TINGGI METASENTRUM


30/40

TINGGI METASENTRUM


31/40

TINGGI METASENTRUM


32/40

TINGGI METASENTRUM


33/40


34/40


35/40


36/40

T/0 3 :


37/40

T/0 3 :

DINAMIKA FLUIDA


38/40

DINAMIKA FLUIDA

Per-amaanKn&$n#$&a-

2211

keluarmasuk&

VV

::::

V:!eb$t

=

==

==

@/

@1

Deb$& %e'#ar = eb$&ma-#%

Seb#a+ -#nga$ -e'ebar 16 m menga'$r a$r -ea'am 7 m.


39/40

Seb#a+ -#nga$ -e'ebar 16 m menga'$r a$r -ea'am 7 m.#ra+ +#*an ra&a3ra&a $ aera+ -#nga$ &er-eb#& !ang'#a-n!a (666 %m1 aa'a+ 7 )m8&a+#n. B$'a 1? 9 ar$ a$r+#*an meng#a" %e a&m-r an -$-an!a ma-#% %e -#nga$

"er%$ra%an %e)e"a&an ra&a3ra&a ar$ a$r -#nga$ &er-eb#&.

;a


40/40

Seb#a+ %ran menga'$r%an a$r -e"er&$&er'$+a& "aa gambar. Paa -#a%e&$ngg$an &er&en '#a- "enam"anga'$ran a$r $n$ aa'a+ /,1 )m1-eang%an7? mm $ ba

materi luliah fisika teknik

Documents