2. Bab.ii Statika

62
1 BAB II BAB II FLUIDA ST A T IK  FLUIDA STA TIK   MEE2 2013

Transcript of 2. Bab.ii Statika

Page 1: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 1/62

1

BAB IIBAB II

FLUIDA STATIK FLUIDA STATIK 

 MEE2

2013

Page 2: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 2/62

2

FLUIDA STATIK FLUIDA STATIK 

• ZAT PADAT : Arah gaya yang bekerja pada permukaan dapat sembarang

• FLUIDA STATIK : Selalu tegak lurus ⊥! pada

 permu kaan" karena #lu$da d$am t$dak dapatmenahan gaya tangens$al%

  Lap$san& #lu$da akan melun'ur d$atas lap$sanla$nnya" b$la #lu$da d$kenakan gaya tangens$al%

• Ket$dakmampuan #lu$da terhadap gaya tangens$al tsb" merupakan suatu karakter$st$k #lu$da dalam mengubah bentuknya (#lu$da akan mengal$r%

 MEE2

2013

Page 3: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 3/62

3

)aya berat harus d$set$mbangkan dengan gaya permukaan" yang tegak lurus ⊥! pada b$dang permukaan yang mengel$l$ng$nya%

W

p

 MEE2

2013 

Flu$da stat$k →  tegangan geser * +

Page 4: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 4/62

Page 5: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 5/62

Page 6: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 6/62

6

Persamaan HidrostatikPersamaan Hidrostatik

1lemen #lu$da d$am" t$dak ada

 gaya geser"

∴  jumlah gaya ∑F! * +

p!A 2 p 3 dp!A  –  ρ g A dh * +

p!A 2 p!A 2 dp!A –   ρ g A dh *

 –  dpA! * ρ g A dh

A

dh

p+dp

p

y

W x

∫ ∫ −= p

 p

h

hdh g dp

+ +

 ρ 

 p 2 po * ρ g h 2 ho!

 MEE2

2013

Page 7: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 7/627

Dalam keh$dupan sehar$4har$ ke

t$ngg$an d$t$njau dar$ permukaan – h 2 ho ! * ∆ h

∴  p –   po  * γ   ∆ h

5ad$ tekanan pada suatu ket$ngg$an(t$t$k :

 p * γ  ∆h

 MEE2

2013

Page 8: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 8/628

Persamaan Hidrostatik Persamaan Hidrostatik 

6067!

&

6y

y

 p 4 p: ba8ahPermukaan

.

z

x

! " #erat e$emen

" γ  x z

% " &radien

tekanan

 x

 

z

!

'% – ( x  y

  p

&

 yδ 

'% ) ( x   y

  p

&

 yδ 

 MEE2

2013

0676!&y6

y p  p:atasPermukaan

∂∂+

Page 9: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 9/62

9

untuk sumbu 7 dan 0 t$dak ada gaya berat" seh$ngga:

06y676y

 p06y676y

0676&

y6%

y

 p  p

067&

y6%

y

 p  p06y76yFy6

∂∂−−=

   

  

 ∂∂

+−

   

 

 

 

∂−+−= 6

 MEE2

2013Seh$ngga gaya yg bekerja pada arah y

06y6767 pF6 7 ∂∂−=

76y606

0

 pF6 0

∂−=

Page 10: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 10/62

10

5$ka elemen d$perke'$l mendekat$ n-l makasetelah d$bag$ δ7 δy δ0 * δ  ,!" maka

 persamaan menjad$ :

06y6769 j

06y667 0 pk

y p j

7 p 

−=

    

  

∂∂+

∂∂+

∂∂−=   i

γ   *+Pz

 k 

  *x

 

&radien 

  →∇

   

  

 ∂∂+

∂∂+

∂∂−   i

,

F=

δ 

δ 

 MEE2

2013)aya /ekt-r$s yang bekerja

δF i δF7 3 j δFy 3 k δF0

untuk l$m δ, → +

Page 11: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 11/62

11

 !da"ah #a$a resu"tante per

%o"ume satuan titik& dan 'ikada"am keadaan diam maka 'um"ah #a$a $an# (eker'aharus 0

0 ) ∇p ) ' γ 

)∇p #radien ne#atip p& ada"ahsuatu medan %ektor *,

untuk #a$a permukaanper %o"ume satuan

) ∇p

∴  ) 'γ   0

 

,

F

δ 

δ 

 MEE2

2013

Page 12: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 12/62

12

∴  #radien #a$a permukaan-tekanan

diaki(atkan o"eh (erat.

+=∂∂=

∂∂=

∂∂

z

% -+ 

% .-

x

%γ  

∫ ∫ = d+ d%   γ 

 MEE2

2013

Hukum hidrostatika (iasan$a ditu"is

p ) γ  $ + /

*arah %ertika" ke(aah,

  p γ  h

Page 13: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 13/62

13

Tekanan utlak ; eteran Abs-lute ; )auge,

  Persamaan Barometer /as Sem%0rna

  % " ρ  T

 ρ

 " 1ν

 ν

 " s%esi4ik 5o$0me 'm3

k&(

,ariasi dari tek6 atm6 dari 78

kPa 'm0t$ak( sd 1.8 kPa

'm0t$ak(

Tek6 m0t$ak se$a$0 %os6

Tek6 atm6" 1.1328 9m2 'Pa( " 1-.12

Bar " :;. mm H& " 1.-3< H2. "

1<-: %si

daera= tek6meteran ne&6

daera= tek6meteran %os6

228 – 1.1-328 " 123-::8 kPa 'meteran(

228 kPa 'm0t$ak(   MEE2

2013

Page 14: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 14/62

14

, * /-lume dar$ suatu massa un$t gas *m% ν  m3 ! Seh$ngga" p ν * <T →  p,(m! * <T p, * m<T

 kg%K 

K kg

 =m 

kg

m %

m

 = ?

&  ===

,

 MEE2

2013  Seh$ngga

 p * >( ν < T →  p ν * <T

  < * k-nstanta gas

5$ka * /-lume per m-le gas * massa per m-le gas n *

 jumlah m-le gas

Page 15: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 15/62

15

m * n% kg! '-nt-h :  * massa dar$ dar$ @2 adalah

  suatu un$t gas ?& kg

∴ p, * n<T " d$mana p ν * <T

maka :

k-nstannT

 p, sempurna"gasuntuk< 

nT

 p, =→=

 MEE2

2013

Seh$ngga < → k-nstan gas sempurna!

< * un$/ersal gas '-nstant k-nstanta gas un$/ersal!  * ?>& B m =(kg! m-le%KC

< * ?>&( Bm%=(kg%K!C * 5(kg%K!

Page 16: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 16/62

16

dengan berat spes$#$k 

γ  * ρ g * >"& 7 E"> * >E" =( m3 

?

&

m(kg&">

K &+!&G?7E>">

!=(mPa>+7+"E 

<T

 p

=

+== ρ 

 MEE2

2013H-nt-h :

)as dengan berat m-lekull *

 pada tekanan p * +"E Pa " temp * &+o H %

J$tung kerapatannya

 ja8ab

< * ?>&( * >%E> =m(kg%K

)as sempurna p * ρ<T

Page 17: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 17/62

17

,ar$as$ tekanan terhadap ket$ngg$an dar$ gas

 pada temperatur k-nstan

)as sempurna p * ρ <Tρ * p(<T

Dar$ persamaan h$dr-stat$kdp(dh * ρ g →  dp * 4 ρ g dh

∫  dp * 4 ρ g ∫ dh dp(dh * 4 pg(<T p * 4 γ   ∆h

∫ ∫ =→=

 p

 p-

h

h-

dh

<T

 p

dp dh%

<T

g 4

 p

dp=o(+'=

T

& +

%o

% $n   =

 MEE2

2013

( )

  

  

 −= -

-

h4h<T

geksp-nen

 p

 p

Page 18: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 18/62

18

,ar$as$ temp dan tek% pada atm yg r$$l,ar$as$ temp dan tek% pada atm yg r$$l

1.6...

Ketin&&ian

  'km(

.-.1

.-1

1

1.

1..

16...

8.1..4 1.4 8.

.

.-1

.-8

T ' o>(

1 P 'Bar(

I-n-sphere

Strat-pause

Tr-p-pause

Tr-p-sphere

Pressuretekanan!

Temperature

Strat-spheret e/erest

 ME

E2

Page 19: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 19/62

Page 20: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 20/62

20

anometer mirin# mempun$ai ketepatan pen#ukuran $an# "e(ih (aik& (i"a di(andin#kan den#an

mi/ro manometer. Ha" ini dikarenakan pada manometer mirin# peru(ahan- perpindahan "uida akan/ukup (esar den#an adan$a peru(ahan tekanan$an# ter'adi *(andin#kan den#an peru(ahan $an#

ter'adi pada manometer te#ak,

 pa 4 p#  * g < > ρA 4 ρ.! s$n α 

 MEE2

2013(. anometer mirin#

Page 21: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 21/62

21

ontoh 2.1

(ah"ah tekanan 155 kPa *#a#e, keda"am tekanan

a(so"ut. Tekanan atmosir setempat 98 kPa *a(s,

 MEE2

2013

aa( pa(s  p#a#e + patm 

155 kPa *#a#e, + 98 kPa *a(s, 253 kPa *a(s,

  ontoh 2.2

  (ah tekanan 225 kPa*a(s, men'adi tek. #a#e&tek. atmosir setempat ada"ah 101 kPa *a(s,

aa( pa(s  pa#e + patm

p#a#e pa(s  ) patm

  225 kPa*a(s, ) 101 kPa*a(s,

124 kPa

Page 22: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 22/62

22

ontoh 2.3

Tekanan statik da"am "uida.

Hitun# peru(ahan tekanan da"am air dari

permu"aan sampai keda"aman 5 m

 'aa(

∆p γ  h →  γ air   ρair g  9&81. 103 -m3

  h 5 m

∆ p 9&81. 103

 -m3

 . 5 m  49&05 . 103 -m2

  49&05 kPa

 MEE2

2013

Page 23: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 23/62

23

ontoh 2.4

Tekanan disuatu titik da"am

"uida.uatu tan#ki (erisi min$ak

den#an sa"ah satu (a#ian

ter(uka dan (a#ian "ain

tertutup den#an sisa ruan#(erisi udara. in$ak mempu

n$ai spesific gravity  0&9.

Hitun# tekanan #a#e pada

titik !& & & & :& F& dan

tekanan udara permukaan

min$ak terse(ut

 MEE2

2013

>" m

? m

? m

m$nyak 

F

A 1

.

D

H

(

Page 24: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 24/62

24

aa(

pada titik ! (erada di"uar "uida sehin##a

(er"aku tekanan atmosir& 'adi tekanan #a#e 0

Titik keda"am titik dari permukaan 3 m

spesific weight  dari min$ak *γ minyak ,

0&9 ; 9&81 ;103 -m3 

8&83 ;103 -m3

∆p !) γ minyak . h

  8&83 ; 103 . 3

26&5 k -m2  26&5 kPa

tekanan

  p p ! + ∆p !)

  0 Pa*#a#e, + 26&5 kPa

 MEE2

2013

Page 25: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 25/62

25

Titik peru(ahan kedudukan dari titik !

ke titik 6&0 m den#an "e(ih rendahdari !

p !)  γ . H

  8&83k-m3

. 6&0m)53&0 k-m2

p/  p ! + ∆p !)

  0 + 53 kPa 53 kPa

Titik titik terse(ut (erada padakedudukan $an# sama den#an titik & 'adi

tekanann$a akan sama den#an titik

p  p  26&5 kPa

 MEE2

2013

Page 26: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 26/62

26

Titik : eperti pada kondisi diatas& kedu

dukan titik : sama den#an titik ! & sehin##a

tekanann$a akan sama den#an titik !..Titik F Peru(ahan kedudukan anatara titik !

dan titik F ada"ah 1&95 m dimana F "e(ih tin##i

dari !. Tekanan di F.∆p !)F ) γ . h

  )8&83 . 10 -m2 . 1&5

  )13&2 k-m2  )13&2 kPa  p   p ! + ∆p !)F

  0 p !*#a#e, + *)13&2 kPa,

  )13&2 kPa

 MEE2

2013

Page 27: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 27/62

27

MANOMETERMANOMETER

ontoh 2.5

Hitun# tekanan titik ! *(ar,

Tekanan di titik 3 tekanan di titik 2.

P3  tekanan p !  pada ! + tekanan $an# (eker'a

aki(at keda"am "uida 1  p ! + ρ # "1

  p ! + 1000 . 9&81 . 0&4

 MEE2

2013

A

?&

>

#lu$da >

Page 28: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 28/62

28

p2 tekanan p1 + tekanan $an# (eker'a aki(at

keda"aman "uida 2 p1 + ρ# h2

p1 + 13&6 ; 1000 ; 9&81 ; 0&25

p3 p2

p ! + 1000.9&81.0&4 p1+ 13&6 ;1000;9&81;0&25

dimana p1 patmosir   0 *#a#e,

p ! 3335 4 ) 3924 *-m2,

p ! 29&43 k-m2 

29&43 kPa

 MEE

220

13

Page 29: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 29/62

29

a 0&25m ( 0&15 m

h 0&3 m 'aa(

iam(i" titik ;); se(a#ai titik

reerensi

H-nt-h &%

J$tung beda tekanan A dan . b$la #lu$da > :

a!% Udara "ρ

 * >"&? kg(m

?

 b!% $nyak " ρ * ++ kg(m?

a$r 

a$r 

77

h

a

@l$

s%g% * +%E

#lu$da >

 MEE2

2013

Page 30: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 30/62

30

pA  ρair .#.a + ρ(1).#.h+ pxx

p;; p ! ) ρair .#.a ) ρ*1,.#.h

p  p;;+ ρair  # *(, + ρo"i # *h,p;; p ) ρair #*(, ) ρo"i#*h,

∴p ) p !ρair  #* ( ) a, + #.h*ρo"i)ρ*1,,

a. ika "uida 1 udara. ρ*1,  1&23 k#-m3

p)p ! 103.9&81*0&15 )0&25, + 9&81*0&3,*900 )1&23,

  1664&1 -m2

(. ika "uida 1 min$ak ρminyak 0&8 ; 103 k#-m3

p)p !  103.9&81*0&15 ) 0&25, + 9&81*0&3,*900)800,

  ) 686&7 -m2

 MEE2

2013

Page 31: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 31/62

31

GAYA HIDROLIS ADA ERM !"AANGAYA HIDROLIS ADA ERM !"AAN

#IDANG DALAM $L!IDA DIAM#IDANG DALAM $L!IDA DIAM

p ρ # h

d ρ#h d!

∫ =∫ A

dA ghdF  A

 ρ 

∫ = A

dA&=F   ρ 

 MEE2

2013

a. Per mukaan Hori<onta"

h  p

Page 32: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 32/62

32

F " *arak ttk %0sat ke ?entra$ tek6 air %ada #idan& mirin&6

Tekanan %ada e$emen dA

% "ρ

 & = "ρ

 & sinθ

&aa %d e$emen dA ada$a= 'dF(

dF " % 6 dA "ρ

 & sinθ

 dA

(. ntuk permukaan mirin#T$t$k pusat

 p

.h

 b$dangm$r$ng

Page 33: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 33/62

Page 34: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 34/62

34

omen $an# (eker'a pada titik 0

A sin

=θ  ρ  g 

 F 

t$t$k sembaranguntuk !y7!dAs$nygy%FA

F

θ  ρ 

A

& dAys$ng θ  ρ 

 'adi (esarn$a #a$a terse(ut ada"ah tekanan rata2pada /entroid *titik pusat #ra%itasi, ; area

>atatan /aa res0$tantenatidak #eker*a %ada centroid, 

teta%i #a@a=na6

Beker*ana me$a$0i titik B &

dise#0t Centre of Pressure” 

Page 35: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 35/62

35

areat-taldar$$nert$am-men"+terhadapatau

 permukaanluasdr keduam-mendAyanad$m

A

&=

AyI&

'g 

AyIs$ng

F%y &'g

θ  ρ 

AyIdAy &'g

A

Page 36: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 36/62

36

&

'g

F

  I y Ay g s$n

F

 ρ  + = θ

 

Ays$ng

AyIs$ng&

'g

θ  ρ 

θ  ρ   

=

[ ]AIA

 2

?& +=>

Ay

AyI &'g 

=

Ay

I yy

'g

F  

Page 37: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 37/62

37

omen inersia dari (er(a#ai (entuk (idan#

$an# serin# di#unakan.

3?& #d

12

1 I   =

3?& #d

3;

1 I   =

 MEE2

2013

d

 b

 b

Page 38: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 38/62

38

>rI   =

cg 

 E

>Dr * 

r +"+I

'g

 

=

π 

π 

 MEE2

2013

Page 39: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 39/62

39

Gaya S%a%ik a&a 'rmkaan M'l'nknGaya S%a%ik a&a 'rmkaan M'l'nkn

apat diuraikan atas =omponen)komponen

1. =omponen Hori<onta"

esar #a$a sama den#an #a$a $an# (eker'a

pada pro$eksi (idan# %ertika" dari permukaanme"en#kun# terse(ut dan (eker'a pada center of

 pressure dari pro$ek (idan# %ertika"

Ay

I yy

'gF  

 MEE2

2013

Page 40: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 40/62

40

2. =omponen %ertika"

esarn$a #a$a sama den#an (erat ko"om

"uida tepat diatas permukaan (idan#me"en#kun# dan (eker'a pada titik (erat */.#,

dari ko"om terse(ut

 MEE2

2013

H-nt-h & G

Page 41: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 41/62

41

H-nt-h &%G

)aya yg bekerja pada b$d% datar dalam #lu$da d$am!

>% Suatu p$ntu berbentuk seg$t$ga HD1 l$hat gambar!

d$gantungkan pada engsel H4D" dan d$buka -leh suatugaya n-rmal P yang bekerja pada 1% p$ntu tad$menahan -l$ yang berada dalam bejana terbuka s%g -l$+"% Aba$kan berat p$ntu" tentukan :a% .esar gaya F yang bekerja pada p$ntu

 b% Letak pusat tekanan'% .esar gaya P yg d$perlukan untuk membuka p$ntu

 MEE2

2013

&" m

m

m? m

F

T$t$k pusat +

1

73y3

P

-l$

Page 42: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 42/62

42

Dengan met-de $ntegras$ :

∫ ∫ 

∫ ∫    ==

;-8

< -

dsin)dxsin" 

dxsin6

E

 xy

dA p F 

 A

θ γ  θ γ  

θ γ  

 MEE2

2013a% .esarnya gaya yang bekerja pada p$ntu F!

A!s$ny9A7 pF   =

* E"> 7 >+++ 7 +"! 3 &"!+"!?7(&!

* &+"+> k=

Page 43: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 43/62

43

 MEE2

2013Pada:

y * 7 * + dan y * " 7 * ? dgn 7 ber/ar$as$ l$n$er thd y%

7 * ay 3 b   → + * a 3 b dan ? * " a 3 ba * ( b * 2 "(! 7 * (!y 2 !

y * " 7 * ? y * E 7 * + dan 7 * (!E4y!%

D" E

D"

D" E? ?

& &

D"

D s$n ! y dy3 E ! ydy

D

  *E>+7+"D7+"7 B & " C &+%+> k= ? ?

 F y y

 y y

 y y

γ θ  = − −

 

− + − =    

∫ ∫ 

Page 44: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 44/62

44

 MEE2

2013

'% .esar gaya P untuk membuka p$ntu a$r:

  P 7 ? * >E>&++ 7 >

  P * ?"G k=

5ad$: Letak pusat gaya +"> m d$ba8ah pusat gra#$tas$ '%g!%

H)

F

H)F

&

Iy y3

y A

Iy y

y A

>7?7&"  *&% +">D m>&7D"7G"

=

− =

=

 b% Letak pusat gaya yF!

Page 45: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 45/62

45

 MEE2

2013

>onto= 26:

)b%d$ba8ah adalah sebuah p$ntu a$r berbentuk seg$ empat%

S$s$ A. dengan A sebaga$ engsel" dan p$ntu tetap tertutup

ak$bat berat dar$ p$ntu $tu send$r$% P$ntu $tu lebar >&+ m"

dan E+ m panjang dan '%g dar$ p$ntu dengan berat pada )%

.erat p$ntu >+++ kg%#% J$tung t$ngg$ h agar p$ntu terbuka M%

T$ngg$ /ert$kal AH * +"E% s$n ++

 * +"G m

Kedalaman sampa$ pusat 1 * N

* h4 O 7 +"G * h4+"?E! m

)aya tekanan < * γ %A%y* E">%>+?>"& 7 +"E!h4+"?E!

* >+"%>+? h4+"?E! =%

hy D

1

E+ 'mA

. H

)

'%g%

Page 46: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 46/62

46

 MEE2

2013Kedalaman sampa$ pada pusat tekanan:

m !?E"+h+"?E!4>h

+">* 

!?E"+h?">h

>&

E"+

+s$n*D 

empatseg$ panjangd>&

dK1

y

y

K1s$nDF

&

&

&&

 Q 

 Q 

&&

 

 

=

 θ 

Page 47: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 47/62

47

 MEE2

2013

mk=!">&hGG"

mk=+s$n

!?E"+h>&"

+s$n>

>"+%"+

?E"+!?E"+h>

>"+

+s$n

!?E"+h>+%">+

+s$n

!G"+hD< 

++

+

?

+

 

 =

 

=

-men gaya tekan thd A * < 7 A

-men thd A * E"> 7 >+++ 7 +"?

  * &"E k= 4 mKese$mbangan m-men : "GG h 4 >"& * &"E

  h * +" m

H h &

Page 48: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 48/62

48

 MEE2

2013

H-nt-h &%

S-al )aya Pada .$dang Lengkung

<umus:F/ert$kal * γ  % ,-lume d$ atas b$dang lengkung%

Sebuah penghalang berbentuk

s$l$nder l$hat gambar! menahan

a$r% Asums$kan panjang s$l$nder

> m% Tentukan:a% )aya /ert$kal

 b% )aya yang menekan b$dang%

5a8ab:

a%Untuk keset$mbangan " berat dar$ s$l$nder harus sama

dengan gaya /ert$kal pada daerah .HD%

5 b

Page 49: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 49/62

49

 MEE2

2013

 !44*

r r 4* F/ 

A.% pada/ert$kal)aya

!3&*r &&

r F

&&

A.

&&

.HD/ert$kal

γ  π γ  π 

γ  π γ  π 

 

 

5ad$ gaya /ert$kal persatuan panjang%

F/.HD3 F/A. *?π3!γ  * +">?& =%

5a8ab:

a%Untuk keset$mbangan " berat dar$ s$l$nder harus sama

dengan gaya /ert$kal pada daerah .HD%

Page 50: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 50/62

50

 M 

E

E

2

2

0

1

3

 b% )aya yang menekan d$nd$ng adalah gaya h-r$0-ntal

 pada A.H d$kurang$ gaya h-r$0-ntal pada HD%

K-mp-nen h-r$0-ntal .H dan HD t$dak ada%FJ * FJA. * &%γ  * >E" k=

H-nt-h &%E

Suatu k-nstruks$ p$ntu a$r sepert$ pada gambar d$ ba8ah%

Lebar p$ntu * ? m

assa * +++ kg

J$tung: besar dan

arah gaya tekan

yang bekerja pada

d$nd$ng p$ntu%

5 b

Page 51: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 51/62

51

 MEE2

2013

5a8ab:

K-mp-nen h-r$0-ntal J:

* γ %luas%@A dalam ke pusat @A%

* E">%>+? ?%>!%+"G

* ??">%>+? =

K-mp-nen ,ert$kal ,:

* berat #lu$da d$ atas b$dang @A.%

* γ %/-lume s$l$nder @A.%

* E"%>+??%!

* &%>+? =%

5umlah tekanan

 =>++!>+R"&G+!>+R">+E

,J

&&

=

 

Page 52: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 52/62

52

 MEE2

2013Arah gaya tekan:

tg θ * &(??">

  θ * G+

"&.esar m-men yang d$perlukan untuk memutar p$ntu:

* %+"

* +++% E">! 7 +"* ??++ =4m%

##*

yan+y

Page 53: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 53/62

53

#*yan+y#*yan+y

Gaya Apung.

<esultan gaya pd permukaan

 benda" F.! besarnya adalah " 

 berat #lu$da yang d$p$ndahkan%

/aa Horizonta$

FJ * pr-yeks$ daerah >&?%

 MEE2

2013

Kom%onen &aa ,ertika$

F,. * berat k-l-m #lu$da d$ atas permukaan &?%

Kom%onen &aa ,ertika$6

F,T

 * berat k-l-m #lu$da d$atas permukaan >&%

∴ F.  * γ  ,d  " F. * )aya .-uyant ,d * ,-l% yg d$p$ndahkan

)aya b-uyan'y $n$ bekerja pada t$t$k pusat 'entr-$d! dar$#lu$da yang d$p$ndahkan" arah gayanya /ert$kal

Page 54: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 54/62

54

 MEE2

2013K1S1I.A=)A= PADA .1=DA DALA FLUIDA

Sebuah benda d$dalam #lu$da dapat d$katakan stab$l apab$la

 benda tersebut kembal$ ke keadaan semula setelah d$putaratau d$gerakkan terhadap sumbu h-r$0-ntal% Keadaan stab$l

$n$ akan berbeda untuk benda yang nyata4nyata d$benamkan

atau untuk benda yang terapung%

Page 55: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 55/62

55

K1S1I.A=)A= PADA .1=DA ) 1LAA=)

Apab$la centre of gravity ; centre of bouyancy-nya ber$mp$t maka t$dak akan mun'ul m-men k-pel" $n$dalam kese$mbangan netral%

Jal yang p-k-k pada kasus $n$ adalahPusat gra/$tas$ atau centre of gravity harus beradad$ba8ah centre of buoyancy.

H-nt-h: 4 pada kapal selam

  4 bal-n udara

K1S1I.A=)A= PADA .1=DA ) T1<APU=)

Page 56: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 56/62

56

K1S1I.A=)A= PADA .1=DA ) T1<APU=)

.erbeda dengan benda yang melayang

Pada gambar A!%

Kapal dalam keadaan set$mbang "dengan syarat(ketentuan

centre of gravity – nya berada d$atas centre of buoyancydan dalam satu gar$s lurus% 

)ar$s lurus yang melalu$ kedua t$t$k tersebut d$namakan :

Sumbu /ert$kal vertical axis! dar$  benda tersebut(kapal%

Page 57: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 57/62

57

 MEE2

2013

Pada gambar .!%

5$ka kapal d$putar sed$k$t maka centre of buoyancy4nyaakan berubah letaknya karena #lu$da yang d$p$ndahkan

/-lume akan berubah(ba$k bentuk maupun besarnya%

Ak$batnya" gaya berat dan gaya bu-yan'y akanmembentuk m-men k-pel untuk mengembal$kan kapal

 pada p-s$s$ se$mbang%

Untuk memb$'arakan masalah kese$mbangan pada bendayang terampung k$ta perlu mengetahu$ apa yang d$sebut

meta centre H!%

Page 58: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 58/62

H t h &

Page 59: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 59/62

59

 

F*  P

+PF

+F

.

.

,

=

=

γ   6L6B

 x>F+

=

m>"+ 

!>"E!!"&

>+ 

=

=

 MEE2

2013H-nt-h &%

Sebuah kapal dgn% berat >+ k= dan ukuran sepert$ yg

terl$hat dalam gambarterendam dalam a$r%

Apakah kapal dlm keadaan stab$l V

,d* . % L % R

F. * γ  ,

d

  * .%L%R%γ 

>" m7 * >"+ m'%g%

+" m

F.

Page 60: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 60/62

60

d

? ?

> I >"+D * +"? m . *

& ,

L. D 7 &"

I D"E> m>& D 7 &" 7 >"+D

D"E>. +" m

D 7 &" 7 >"+D

 x

= = =

= =

Apakah kapaltersebut stab$lV

aM" karena '%g%d$ba8ah %H%

Letak centre of bouyancy 4 nya

%H

+"

dasar kapal

+"?

H-nt-h & E J$tung perband$ngan antara / dan ,

Page 61: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 61/62

61

% %1 + %2

erat es ρ.#.%. 900 . 9&81 %

900. 9&81 *%1 + %2,

#a$a apun# *F, ρair "aut . # . >2  1020 . 9&81 %2.

a"am keadaaan sta(i"

#a$a (erat *(erat es, #a$a apun#900 . 9.81 *%1 + %2, 1020. 9.81 %2 

0&88 *%1 + %2, %2

  0&88 *%, %2

/>

/& A$r lautρ  1020 k# -/m3

)unung es ρ  900 k#- /m3

H-nt-h &%E J$tung perband$ngan antara /> dan ,

Page 62: 2. Bab.ii Statika

8/17/2019 2. Bab.ii Statika

http://slidepdf.com/reader/full/2-babii-statika 62/62

 MEE2

2013

Ba=an Ba?aan :

@ls-n <% %" >EE?

Jal ? 2 E!

Peker*aan 0ma=

@ls-n <% %" >EE?

 =-% &4&" &4>>" &4?" &4+" &4&" &4" &4G" &4+" &4?"

&4E" &4E" &4E%

Pekerjaan rumah d$serahkan har$ kam$s" >E Feb%&++