MEKANIKA FLUIDA STABILITAS BENDA TERAPUNG

MEKANIKA FLUIDASTABILITAS BENDA TERAPUNGFERI MUHAMMAD20110110012Benda yang terendam di dalam air akan mengalami gaya berat sendiri benda (FG) dengan arah vertikal ke bawah dan gaya tekanan air dengan arah vertikal keatas. Gaya ini disebut gaya apung atau gaya Buoyancy (FB)

Jika :FG > FB maka benda pada kondisi tenggelamFG = FB maka benda pada kondisi melayang (terendam)FG < FB maka benda pada kondisi terapung

Hukum ArchimedesHukum Archimedes menyatakan bahwa benda yang terapungatau terendam dalam zat cair akan mengalami gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Gaya yang bekerja adalah FG dan gaya hidrostatik yang bekerja pada seluruh permukaan yang terendam. Karena benda diam, maka gaya hidrostatik pada arah horizontal akan sama besar dan saling meniadakan, sedangkan gaya hidrostatik yang bekerja pada permukaan dasar benda merupakan gaya apung

Bila benda dalam keadaan diam,maka resultan gaya arah vertikal maupun horisontal sama dengan nol.Kestabilan Benda Terapung

Suatu benda dikatakan stabil bila benda tersebut tidak terpengaruh oleh ganguan kecil (gaya) yang mencoba membuatnya tidak seimbang. Sebaliknyabenda itu dikatakan dalam keadaan tidak stabil atau labil jika ada yang mempengaruhiSuatu benda terapung dalam keseimbangan stabil apabila titik pusat berat benda (Bo) berada di bawahtitik pusat apung benda (Ao) dan jika sebaliknya maka benda dalam keseimbangan tidak stabilApabila titik pusat berat benda (Bo) berimpit dengan titik pusat apung benda (Ao) maka benda dikatakan dalam keseimbangan sembarang

Kondisi stabilitas benda terendam maupun terapung dapat diketahui berdasarkan tinggi metasentrumnya.Titik metasentrum adalah titik potong antara garis vertikal melalui pusat apung benda setelah digoyangkan dengan garis vertikal melalui berat benda sebelum digoyangkan

Tinggi metasentrum ditentukan dengan rumus

Berdasarkan nilai tinggi metasentrum (m) maka dapat ditentukan bahwa, jika m > 0 maka benda dikatakan stabil, m = 0 maka benda dikatakan dalam stabilitas netral (indifferent), dan jika m < 0 benda dikatakan labil.Soal 1Batu di udara mempunyai berat 700 N,sedang beratnya di dalam air adalah 400 N. hitung volum dan rapat relatif batu.Penyelesaian:FB = W di udara W di air =700 400 = 300 N

FB = y.V = p.g.h = 1000 x 9,81 x V = 9810 V

300 = 9810 V V = 0,0305 mW di udara = y.V = p.g.h700 = p x 9,81 x 0,0305

p = 2.333 kg/mS = p / p air = 2.333 / 1000 = 2.3Soal 2Balok segi empat dengan ukuran 40 cm x 20 cm x 20 cm mengapung di air dengan sisi panjangnya sejajar muka air. Apabila bagian dari balok yang berada di atas permukaan air adalah 5 cm,hitung berat balok.Penyelesaian :Tinggi balok yang terendamd = 20 5 = 15 cm = 0,15 mVolume bagian balok yang terendamV = 0,15 x 0,2 x 0,4 = 0.012 mBerat balok = berat zat cair yang dipindahkan = y air V = 1000 x 0,012 = 12 kgfSEKIAN&TERIMA KASIH