EKSPERIMENT 5

PUSAT TEKANAN PADA BIDANG RATA YANG TERBENAM DI DALAM AIR GELOMBANG IV

EKSPERIMENT 10PUSAT TEKANAN PADABIDANG RATAYANG TERBENAM DI DALAM AIR

1. TUJUAN PERCOBAANa. Menentukan letak pusat tekanan air pada bidang rata yang terbenam di dalam air dan membandingkan letak dari hasil eksperimen dengan letak teoritis.

2. PERALATANa. Perangkat Peralatan Hydrostatic Pressureb. Selang Plasticc. Beban Dari Logamd. MistarGambar (10-1) Perangkat Peralatan Hydrostatic Pressure

3. DASAR TEORIGaya F pada permukaan bidang rata yang terbenam adalah tekanan pada pusat luasan bidang itu dikalikan dengan luas A dari permukaan yang terbenam tersebut.F = .g.A

Dimana : F = Gaya pada permukaan bidang rata = Berat jenis cairan g = Percepatan gravitasi A = Luas permukaan yang terbenam air

Diketahui besarnya gaya F yang terdistribusi, dapat dianggap sebagai sederetan gaya-gaya kecil yang menyebar pada permukaan yang terbenam. Jumlah momen semua gaya-gaya kecil ini terhadap suatu titik harus sama dengan momen terhadap titik yang sama dari gaya resultan F yang bekerja pada pusat tekanan.Momen terhadap titik "O :Gaya pada bidang elementer = X..g.dAMomen oleh gaya itu = X2. .g.dA

Diketahui bahwa X2.dA adalah momen inersia (I0) luasan tersebut. Jadi total momen adalah .g.I0.Dengan demikian, F.z = .g.A.X; dan karena F = .g.A.X, maka:

Sehingga diperoleh:Xc = z + qKarena Igg = 1/12 .b.r3, dan dengan mensubtitusikan A = b.r, serta X = r, maka kedalaman persamaan z diperoleh:Z = () x rDapat dilihat bahwa pusat tekanan selalu 2/3 di bawah bahagian plat yang terbenam:Xc = q + () x r

4. PROSEDURa. Atur tangki hydrostatic pressure benar-benar datarb. Geser counter balance sehingga timbangan horizontal dan seimbangc. Tutup keran dan alirkan air sehingga permukaannya mencapai tepi bawah kuadrand. Gantungkan pan timbangan pada ujung lengan timbangan lalu letakkan anak timbangane. Pelan-pelan tambahkan air melalui selang kedalam tangki sehingga lengan timbangan horizontalf. Jika sudah horizontal maka keran ditutupg. Catat tinggi permukaan air di dalam tangkih. Ulangi percobaan tersebut untuk setiap pembebanan beban timbangan sampai permukaan air mencapai puncak ujung kuadran

5. HASIL DAN PERHITUNGANTabel data hasil eksperimen Pusat Tekanan Pada Bidang Rata Yang Terbenam Di Dalam Air :NoPengisian TangkiPengosongan TangkiRata-RataY2m/ Y2XCAXCT

Berat AirTinggi AirBerat AirTinggi AirBerat AirTinggi Air

mymymy

1240108240105240106,5113,4232,11615,31316,450

2270113270114270113,5128,8232,09615,16816,217

3300121300121300121146,4102,04914,82915,967

4330130330130330130169,0001,95314,13115,667

5360138360137360137,5189,0631,90413,78015,417

6390146390145390145,5211,7031,84213,33215,150

7420151420150420150,5226,5031,85413,41914,983

8450159450158450158,5251,2231,79112,96314,717

9560160560160560160256,0002,18815,83114,667

Perhitungan :Data (1)1. m rata-rata = = = 240 gram2. y rata-rata = = = 106,5 mm = 10,65 cm3. y2 = (10,65)2 = 113,423 cm24. = = 2,116 gram/cm25. Xca = = = 15,313 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 10,65 = 16,450 cm

Data (2)1. m rata-rata = = = 270 gram2. y rata-rata = = = 113,5 mm = 11,35 cm3. y2 = (11,35)2 = 128,823 cm24. = = 2,096 gram/cm25. Xca = = = 15,168 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 11,35 = 16,217 cm

Data (3)1. m rata-rata = = = 300 gram2. y rata-rata = = = 121 mm = 12,1 cm3. y2 = (12,1)2 = 146,410 cm24. = = 2,049 gram/cm25. Xca = = = 14,829 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 12,1 = 15,967 cm

Data (4)1. m rata-rata = = = 330 gram2. y rata-rata = = = 130 mm = 13 cm3. y2 = (13)2 = 169 cm24. = = 1,953 gram/cm25. Xca = = = 14,131 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 13 = 15,667 cm

Data (5)1. m rata-rata = = = 360 gram2. y rata-rata = = = 137,5 mm = 13,75 cm3. y2 = (13,75)2 = 189,063 cm24. = = 1,904 gram/cm25. Xca = = = 13,780 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 13,75 = 15,417 cm

Data (6)1. m rata-rata = = = 390 gram2. y rata-rata = = = 145,5 mm = 14,55 cm3. y2 = (14,55)2 = 211,703 cm24. = = 1,842 gram/cm25. Xca = = = 13,332 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 14,55 = 15,150 cm

Data (7)1. m rata-rata = = = 420 gram2. y rata-rata = = = 150,5 mm = 15,05 cm3. y2 = (15,05)2 = 226,503 cm24. = = 1,854 gram/cm25. Xca = = = 13,419 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 15,05 = 14,983 cm

Data (8)1. m rata-rata = = = 450 gram2. y rata-rata = = = 158,5 mm = 15,85 cm3. y2 = (15,85)2 = 251,223 cm24. = = 1,791 gram/cm25. Xca = = = 12,963 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 15,85 = 14,717 cm

Data (9)1. m rata-rata = = = 560 gram2. y rata-rata = = = 160 mm = 16 cm3. y2 = (16)2 = 256 cm24. = = 2,188 gram/cm25. Xca = = = 15,831 cm6. Xct = a + z - = 10 + 10 - . 16 = 14,667 cm

Xca rata-rata = = 14,307Xct rata-rata = = 15,470

Persamaan Regresi Pusat Tekanan Pada Bidang Rata Yang Terbenam Sebagian Grafik hubungan antara Xct dan XcaNoXca(x)Xct(y)(X-x)(Y-y)(X-x)2(X-x)(Y-y)

115,31316,45-1,006-0,9801,0120,985

215,16816,217-0,861-0,7470,7410,643

314,82915,967-0,522-0,4970,2720,259

414,13115,6670,176-0,1970,031-0,035

513,78015,4170,5270,0530,2780,028

613,33215,150,9750,3200,9510,312

713,41914,9830,8880,4870,7880,432

812,96314,7171,3440,7531,8071,013

915,83114,667-15,831-14,667250,608232,182

Persamaan regresinya adalah y = A + Bx

A = Y BX = 15.470 (0,919)(14,307) = 2,316Persamaan regresinya adalah y = A + Bx = 2,316 + 0,919x Xy

15,31316,395

15,16816,262

14,82915,950

14,13115,308

13,78014,986

13,33214,574

13,41914,654

12,96314,234

15,83116,871

Grafik hubungan antara y2 dan m/y2Noy2(x)m/y2(y)(X-x)(Y-y)(X-x)2(X-x)(Y-y)

1113,4232,11674,594-0,1395564,207-10,368

2128,8232,09659,194-0,1193503,870-7,039

3146,4102,04941,606-0,0721731,059-2,997

4169,0001,95319,0160,024361,6080,463

5189,0631,904-1,0470,0731,095-0,076

6211,7031,842-23,6870,135561,050-3,193

7226,5031,854-38,4870,1231481,211-4,723

8251,2231,791-63,2070,1863995,062-11,741

9256,0002,188-67,984-0,2114621,82414,311

Persamaan regresinya adalah y = A + Bx

A = Y BX = 1,977 (-0.00116)(188,016) = 2.196maka,y = 2,196 + (-0.00116)xXy

113,4232,064

128,8232,046

146,4102,025

169,0001,999

189,0631,976

211,7031,949

226,5031,932

251,2231,904

256,0001,898

6. GRAFIK

M/ y2XCTXCAHubungan Antara Xct dan Xca

Hubungan Antara y2 dan m/y2

y2

7. FOTO ALAT

Hydrostatic Pressure Gantungan Beban

Selang

8. APLIKASIPerlunya diketahui dimana pusat tekanan pada bidang datar yang terbenam di dalam air dapat kita lihat pada pintu radial ataupun pintu sorong saat keadaan air dengan debit yang melebihi dari keadaan normal pada saat banjir.Sehingga kita mengetahui dimana pusat tekanan pada pintu tersebut dan besar tekanannya, sehingga dapat mencegah jebolnya pintu.

9. KESIMPULAN1) Pada hasil percobaan hydrostatis pressure, dapat dilihat bahwa bidang tekanan atau besar tekanan pada setiap bidang ke dalam merupakan bidang segitiga yang terpusat sejauh 2/3 dan kedalaman di bawah pusat luas bidang permukaan.2) Hasil perhitungan di peroleh Xca rata-rata Xct rata-rata:1. Xca rata-rata = 14,307 cm2. Xct rata-rata = 15,470 cm3) Perubahan massa (m) dan tinggi permukaan air (y) akan mempengaruhi besarnya Xca & Xct4) Harga Xca dan Xct seharusnya sama. Akan tetapi dalam percobaan praktikum berbeda, hal ini disebabkan :1. Kurang teliti dalam percobaan yaitu dalam membaca y yang mengakibatkan harga Xca dan Xct berbeda2. Pembacaan dilakukan pada saat air belum tenang5) Dari grafik hubungan y dan m/y seharusnya diperoleh grafik konstan tetapi dari hasil percobaan, grafik tidak konstan (fluktuatif) karena ketidaktelitian dalam percobaan.6) Xca adalah jarak letak titik pusat tekanan secara analitis.7) Xct adalah jarak letak titik pusat tekanan secara teoritis.

10. REFERENSI1) Laporan praktikum Hidrolika T.A. 2010/20112) Buku panduan praktikum Hidrolika, Laboratorium Hidrolika, Departemen Teknik Sipil, FT USU3) Asisten Laboratorium Hidrolika Departemen Teknik Sipil,FT USU.

MICHAEL (12 0404 037)