TUGAS 2 INDIVIDU bagian (b) Jawaban Tugas No 2.17 Gambar Plat : Luas Segi empat :A1=2x1=2 m2 Luas Segi tiga :A2=2x(2x1x1/2)=2 m2 Luas Segi tiga :At =2x2=4 m2 Titik berat (Y) : MEKANIKA FLUIDA Tekanan Statis

LETAK PUSAT TEKANAN : GAYA TEKANAN PADA BIDANG HIDROLIK :

Jawaban Tugas No 2.18 Untuk mencari tekanan total dan pusat tekanan pada plat, plat dibagi menjadi dua bagian yaitu bentuk segitiga dan bujur sangkar. a. Segi tiga ABC Total tekanan Segi tiga ABC : Moment Inersia terhadap pusat berat : Luas Segi tiga ABC : Kedalaman pusat berat, :

Misalkan A1 adalah luas lingkaran dan A2 adalah luas lubang segitiga. Tinggi dari Segi tiga : Luas Lingkaran dan lubang Segi tiga : Jarak pusat berat lingkaran dan lubang segitiga :

Gaya tekanan pada bagian lingkaran dan lubang segitiga : Gaya tekanan pada pada lubang segitiga : Moment Inersia lingkaran dan lubang segitiga :

Jarak pusat berat lingkaran dan lubang segitiga terhadap muka air, : Momen terhadap muka air :

b. Bujur sangkar BCDE : Luas bujur sangkar : Moment Inersia terhadap pusat berat : Kedalaman pusat berat, :

Tekanan total pada plat : Momen terhadap titik A yang berada pada muka air :

Jawaban Tugas No 2.18a Untuk mencari tekanan total dan pusat tekanan pada plat, plat dibagi menjadi dua bagian yaitu bentuk segitiga dan bujur sangkar. a. Segi tiga ABC Total tekanan Segi tiga ABC : Luas Segi tiga ABC : Moment Inersia terhadap pusat berat : Kedalaman pusat berat, :

b. Bujur sangkar BCDE : Luas bujur sangkar : Moment Inersia terhadap pusat berat : Kedalaman pusat berat, : Tekanan total pada plat : Momen terhadap titik A yang berada pada muka air :

Jawaban Tugas No 2.19 Misalkan A1 adalah luas lingkaran dan A2 adalah luas lubang segitiga. Tinggi dari Segi tiga : Luas Lingkaran dan lubang Segi tiga : Jarak pusat berat lingkaran dan lubang segitiga :

Gaya tekanan pada bagian lingkaran dan lubang segitiga : Gaya tekanan pada pada lubang segitiga : Moment Inersia lingkaran dan lubang segitiga :

Jarak pusat berat lingkaran dan lubang segitiga terhadap muka air, : Momen terhadap muka air :

Jawaban Tugas No 2.20 Gaya tekanan hidrostatis : Moment Inersia Pintu : Jarak vertikal pusat berat pintu tehadap muka air : Letak pusat tekanan :

Moment Gaya-gaya terhadap sendi adalah nol : Untuk D=1,0 m dan h=2,0 m maka :

Jawaban Tugas No 2.21 Luas bidang : Jarak vertikal pusat berat pintu terhadap muka air : Moment Inersia : GAYA TEKANAN : LETAK PUSAT TEKANAN : Supaya pintu membuka maka sumbu pintu diletakan pada pusat tengah, yaitu pada jarak 2,8 m dari muka air :

Jawaban Tugas No 2.22 Jarak vertikal antara pusat berat pintu dan muka air kanan : Panjang searah pintu yang terendam air : Jarak vertikal antara pusat berat pintu dan muka air kiri : Luas bidang pintu yang terendam air :

Gaya tekanan HIDROSTATIS pada sisi kanan : Moment Inersia lingkaran dan lubang segitiga : Letak pusat Tekanan :

Gaya tekanan HIDROSTATIS pada sisi kiri : Moment Inersia bagian pintu pada sisi kiri :

Pintu mulai teruka apabila momen terhadap sendi adalah nol,H=0 : Jadi agar pintu tertutup, tinggi air di kanan <h atau kurang dari 3,1594 m

Jawaban Tugas No 2.23 Mencari garis horisontal yang membagi luasan pintu sedemikian sehingga gaya pada bagian atas dan bawah adalah sama: Misalkan garis horisontal tersebut berada pada kedalaman h dari sisi atas pintu. Luas bidang bagian pintu yang berada di atas dan bawah garis tersebut adalah : Pusat berat bagian pintu yang berada di atas dan bawah garis tsb adalah :

Gaya tekanan HIDROSTATIS yang bekerja pada bagian pintu yang berada di atas an bawah garis tersebut adalah : Kedua gaya tersebut adalah sama :

Jadi garis horisontal yang membagi pintu sedemikian sehingga gaya yang bekerja pada bagian atas sama dengan bagian bawah terletak pada jarak 6,67m dari muka air. Supaya Momen gaya-gaya terhadap suatu garis adalah nol, maka garis tersebut harus berada di pusat tekanan pada bidang pintu : Gaya yang bekerja pada pintu : Pusat Gaya tekanan : JADI SUMBU HORISONTAL YANG TERLETAK PADA KEDALAMAN 6,615 METER, MEMBERIKAN MOMEN GAYA-GAYA SAMA DENGAN NOL.

Jawaban Tugas No 2.24 Tinggi Bendung searah bidang miring : Luas bidang Bendung : Gaya tekanan hidrostatis : Jarak searah bidang antara pusat berat bendung tehadap muka air : Letak pusat tekanan :

REAKSI PADA BATANG AB : Gaya tekanan bekerja pada pusat tekanan P :

Jawaban Tugas No 2.25 Luas pintu : Gaya tekanan : Pusat tekanan :

Moment terhadap sendi adalah nol : Jadi supaya pintu dalam kondisi seimbang, maka A=B, dengan kata lain zat cair adalah sama.

Jawaban Tugas No 2.26 Luas Segmen PQS: Luas PQR : Luas bidang PSQR = Luas PQR - Luas Segmen PQS : Kedalaman Air :

Komponen Gaya horisontal pada pintu : Komponen Gaya Vertikal pada pintu : Gaya tekanan total pada pintu : Gaya horisontal pada pintu Fx bekerja pada jarak : Resultan Gaya horisontal Fx membentuk sudut =14,460 terhadap horisontal :

Jawaban Tugas No 2.27 Komponen Gaya horisontal adalah tekanan hidrostatik pd proyeksi bidang DE : Komponen Gaya Vertikal pada berat volume air khayal diatas bidang lengkung DE :

Luas CDE = luas DCOE – luas COE : Luas ABCD = DC x BC= 1 x 1 = 1 m2 Resultan gaya : Arah Resultan Gaya :

Jarak vertikal antara muka air dan pusat berat proyeksi vertikal bidang lengkung DE Letak pusat tekanan dari komponen gaya vertikal pada garis vertikal melalui pusat berat dari volume air diatas bidang DE. Pusat tekanan dapat dicari dengan menyamakan jumlah momen statis dari luasan segiempat dan seperempat lingkaran terhadap garis vertikal melalui titik E dengan momen statis luasan terhadap garis yang sama.