Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu
-
Upload
-bayu-setyawan- -
Category
Documents
-
view
236 -
download
4
Transcript of Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 1/43
Kuliah Pelabuhan
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 2/43
ANGIN, PASANG SURUT DAN
GELOMBANG
……….(Lanjutan)
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 3/43
GELOMBANG
Penting karena :
1. Gelombang akan menimbulkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan di
pantai.2. Gelombang berpengaruh pada
ketenangan di pelabuhan.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 4/43
Pembangkit Gelombang
1. Angin gelombang angin
2. Gaya tarik bulan dan matahari pasang surut
3. Gempa di laut atau letusan gunung berapi
tsunami4. Kapal yang bergerak
5. Dsb.
Yang paling penting dalam perencanaan pelabuhanadalah gelombang angin dan pasang surut.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 5/43
Teori-teori Gelombang
1. Airy2. Stokes3. Gerstner4. Mich
5. Cnoidal6. Soliter7. Korteweg, de Vries dan Boussinesq8. Stream Function9. Fenton
Dalam mata kuliah Dasar Pantai & LepasPantai ini hanya akan dipelajari secarasingkat teori gelombang Airy
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 6/43
Teori Gelombang Airy
Disebut juga
Teori gelombang linier
Teori gelombang amplitudo kecil
Teori gelombang sinusoidal
Dikemukakan pertama kali oleh Airy padatahun 1845.
Teori ini paling sederhana tetapi sudahdapat dipakai sebagai dasar dalammerencanakan pelabuhan.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 7/43
Definisi Gelombang
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 8/43
Notasi
d : jarak antara muka air rerata dan dasar laut
h (x,t) : fluktuasi muka air terhadap muka air rerata
a : amplitudo gelombang
H : tinggi gelombangL : panjang gelombang
T : periode gelombang
C : kecepatan rambat gelombang
k : angka gelombang
s : frekuensi gelombang
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 9/43
Rumus-rumus
H = 2a
T LC
Lk
2T
s
2
Cepat rambatgelombang
Angkagelombang
Frekuensigelombang
T C L
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 10/43
Profil Muka Air
Fluktuasi muka air adalah periodik terhadapx dan t, dan merupakan gelombangsinusoidal dan progresif yang menjalar
dalam arah sumbu x positif.
)cos(2),( t kx
H
t x s h
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 11/43
Cepat Rambat dan Panjang Gelombang
Jika kedalaman air dan periode gelombangdiketahui, maka dengan cara coba-banding(iterasi) akan didapat panjang gelombang L.
kd gT
L
d gT C tanh
2
2tanh
2
kd gT
L
d gT L tanh
2
2tanh
2
22
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 12/43
Klasifikasi Gelombang Menurut
Kedalaman Relatif
Berdasarkan kedalaman relatif, yaituperbandingan antara kedalaman air d danpanjang gelombang L, (d/L), gelombang dapatdiklasifikasikan menjadi 3 macam :
1. Gelombang di air dangkal jika d/L < 1/20
2. Gelombang di air transisi jika 1/20 < d/L < ½
3. Gelombang di air dalam jika d/L > 1/2
Klasifikasi ini dilakukan untukmenyederhanakan rumus-rumus gelombang.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 13/43
Apabila nilai kedalaman relatif d/L adalah lebihbesar dari 0,5; nilai tanh (2 d/L) = 1,0 sehinggapersamaan cepat rambat dan panjang gelombangmenjadi (untuk g = 9,81 m/d2) :
Indeks o menunjukkan bahwa nilai-nilai tersebutadalah untuk kondisi di laut dalam.
T gT
C o 56,12
22
56,12
T gT
Lo
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 14/43
Apabila kedalaman relatif kurang dari1/20, nilai tanh (2 d/L) = (2 d/L)sehingga persamaan menjadi :
Di laut dangkal, cepat rambat danpanjang gelombang hanya tergantungpada kedalaman.
gd C T gd L
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 15/43
Tekanan Gelombang
Tekanan yang disebabkan oleh gelombangmerupakan gabungan dari tekananhidrostatis dan dinamis yang disebabkanoleh gelombang.
Dengan : r : rapat massa air
z : kedalaman air
)cos(cosh
)(cosh
2t kx
kd
zd k gH gz p s
r r
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 16/43
Energi Gelombang
Energi total gelombang adalah jumlah dari energikinetik dan energi potensial gelombang.
Energi kinetik gelombang :
Energi potensial gelombang :
Energi total gelombang :
16
2 LgH
E k
r
16
2 LgH
E p r
8
2 LgH
E t r
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 17/43
DEFORMASI GELOMBANG
Deformasi gelombang (perubahan bentukgelombang) terjadi pada waktugelombang bergerak menuju pantai.
Deformasi terjadi oleh karena adaperistiwa :
1. Refraksi
2. Difraksi
3. Refleksi
4. Gelombang pecah (breaking wave)
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 18/43
Refraksi
Refraksi adalah pembelokan arahgelombang karena pengaruh perubahankedalaman air laut. Garis puncak
gelombang akan berusaha sejajar gariskontur dasar laut. Sedangkanortogonal/garis arah gelombang akanberusaha tegak lurus garis kontur dasar
laut.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 19/43
Difraksi
Difraksi terjadi apabila tinggi gelombangdi suatu titik pada garis puncakgelombang lebih besar daripada titik di
dekatnya yang menyebabkan perpindahanenergi sepanjang puncak gelombang kearah tinggi gelombang yang lebih kecil.
Difraksi biasa terjadi ketika suatu deretan
gelombang terhalang oleh suatu rintanganseperti pemecah gelombang atau pulau.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 20/43
Refleksi
Refleksi adalah pemantulan gelombangakibat gelombang mengenai/membentursuatu bangunan
Refleksi gelombang di sekitar pelabuhanakan menyebabkan ketidaktenanganperairan pelabuhan.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 21/43
Gelombang Pecah
Jika gelombang menjalar dari tempat yangdalam menuju ke tempat yang makinlama makin dangkal maka pada suatu
lokasi tertentu gelombang tersebut akanpecah.
Gelombang pecah dipengaruhikemiringannya yaitu perbandingan antara
tinggi dan panjang gelombang.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 22/43
Rumus Gelombang Pecah Di laut dalam kemiringan gelombang maksimum
di mana gelombang mulai tidak stabil diberikanoleh bentuk berikut :
Di laut dangkal gelombang akan pecah jika:
142,07
1
0
0
L
H
78,0b
b
d
H
28,1b
b
H
d
Atau
Rumus di atas hanya merupakan satu dari banyak rumus
untuk memperkirakan gelombang pecah.
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 23/43
Refraksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 24/43
Hukum Snellius
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 25/43
Refraksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 26/43
Refraksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 27/43
Refraksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 28/43
Difraksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 29/43
Difraksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 30/43
Difraksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 31/43
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 32/43
Refleksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 33/43
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 34/43
Refleksi
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 35/43
Refleksi
G l b P h
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 36/43
Gelombang Pecah
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 37/43
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 38/43
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 39/43
Contoh-contoh Hitungan Ilustrasi
1. Berapa cepat rambat gelombang jikapanjangnya 60 m dan periodenya 6detik?
2. Di suatu laut dengan kedalaman 40
meter terjadi gelombang dengan periode8 detik. Hitunglah panjang dan cepatrambat gelombang tersebut !
m/d106
60 T LC
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 40/43
kd gT
L
d gT L tanh
2
2tanh
2
22
Dipakai cara coba-banding/iterasi
Dicoba L1 = 100 m
621,98
100
402tanh
2
881,9 2
L
Dicoba L2 = 99 m
685,9899
402tanh
2
881,9 2
L
L2 ≠ L1
L3 ≠ L2
Dicoba terus hingga Ln+1 = Ln
Jawab : Panjang gel. L = 98,70 m
Cepat rambat gel. C = L/T = 98,7/8 = 12,3 m/d
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 41/43
3. Jika diketahui periode gelombang adalah 12 detik, makaberapakah cepat rambat dan panjang gelombang di lautdalam?
4. Jika diketahui periode gelombang adalah 10 detik,kedalaman laut adalah 2 m dan gelombang pada lokasi ituternyata tergolong gelombang di laut dangkal makaberapakah cepat rambat dan panjang gelombang di
tempat itu?
m/d72,181256,156,12
T gT C o
m64,2241256,156,12
222
T gT
Lo
m/d43,4281,9 gd C
m3,4410281,9 T gd L
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 42/43
5. Berapakah energi kinetik, energipotensial dan energi total gelombang jikadiketahui tinggi gelombang 2,5 m dan
panjang gelombang 120 m? joule470880
16
1205,281,91024 2
k E
joule47088016
1205,281,91024 2
p E
joule941760
8
1205,281,91024 2
t E
5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 43/43
6. Jika di suatu laut dangkal dengan kedalaman 4mterjadi gelombang setinggi 3,5 m, selidikiapakah gelombang sudah pecah!
0,78875,00,4
5,3
b
b
d
H GELOMBANG
PECAH !