TUGAS 2 INDIVIDU bagian (c) Jawaban Tugas No 2.28 Untuk memudahkan hitungan maka plat dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian segiempat dan bagian segitiga. Bagian segiempat : Kedalaman pusat berat bagian segiempat dari muka air: Gaya tekanan : MEKANIKA FLUIDA :Tekanan Statis

Jarak pusat tekanan : Moment Inersia (bagian segiempat) : Bagian segitiga : Kedalaman pusat berat bagian segitiga dari muka air: Gaya tekanan :

Jarak pusat tekanan : Moment Inersia (bagian segitiga) : Gaya tekanan total pada plat : Letak pusat tekanan plat dihitung berdasarkan momen terhadap muka air :

Jawaban Tugas No 2.29 Jarak pusat tekanan : Disebelah hilir pintu tidak ada air Luas pintu : Jarak pusat berat Pintu dari muka air: Moment Inersia : Gaya tekanan : Jarak pusat tekanan :

Letak pusat gaya terhadap sendi : Moment terhadap sendi adalah nol : Disebelah hulu dan hilir pintu terdapat air Apabila pintu menahan air pada kedua sisinya, tekanan hidrostatis netto yang disebakan oleh resultan diagram tekanan menghasilkan distribusi tekanan merata yang besarnya adalah p=gh, dengan h adalah selisih elevasi muka air sisi kiri dan kanan. Gaya tekanan Hidrostatis :

Jawaban Tugas No 2.30 Pada gambar menunjukan gaya-gaya yang bekerja pada pintu air. Tekanan hidrostatis tergantung pada tingginya muka air di atas sendi. Pada saat pintu mulai membuka, momen gaya-gaya terhadap sendi 0 adalah NOL Gaya tekanan Hodrostatis : Moment terhadap sendi adalah nol :

Persamaan diatas diselesaikan dengan cara coba banding untuk mendapatkan h. Akhirnya didapatkan h = 2,525 m Jadi pintu mulai membuka apabila tinggi air adalah 2,525 m diatas sendi.

Pintu dalam keadaan membuka dan muka air di hulu dibawah sendi maka elevasi air, agar pintu mulai menutup adalah : Tekanan Hodrostatis pada pintu : Jadi pintu mulai menutup kembali apabila h =0,525 m

Tinggi muka air (h) dan gaya Fp untuk menahan pintu apabila gaya pada pintu adalah maksimum :

Jawaban Tugas No 2.31 Mekanisme pengoperasian pintu otomatis adalah sebagai berikut ini. Pada saat mula air hulu rendah (tidak banjir), karena berat sendiri pintu akan menutup. Tekanan hidrostatis di sebelah hulu tidak mampu untuk melawan berat pintu dan tekanan hidrostatis di sebelah hilir. Pada waktu muka air hulu naik (banjir) tekanan hidrostatis akan bertambah besar. Elevasi muka air hilir dianggap konstan, yang bisa berupa darerah laut atau sungai besar. Pada elevasi muka air hulu tertentu, tekanan hidrostatis yang terjadi sudah cukup besar sehingga mampu untuk membuka pintu. Dengan terbukanya pintu tersebut air banjir bisa dibuang melalui pintu. Kedalaman air di hilir dan hulu:

Letak pusat tekanan : Luas pintu : Gaya tekanan Hidrostatis di hilir: Moment Inersia : Letak pusat tekanan : Gaya tekanan Hidrostatis di hulu:

Jarak searah pintu dari sendi ke muka air : Letak pusat tekanan dihulu :

pada saat pintu mulai membuka, momen statis terhadap sendi adalah NOL : Bentuk tersebut dapat disederhanakan menjadi : Pintu akan membuka, apabila elevasi muka air di hulu adalah h lebihbesar dan sama dengan 7 cm di atas elevasi muka air hilir.

Jawaban Tugas No 2.32 Panjang bagian pintu yang terendam air: Jarak vertikal antara pusat berat pintu dan muka air : Luas bidang pintu yang terendam air:

Jarak pusat tekanan : Gaya tekanan hidrostatis padapintu : Moment Inersia (bagian pintu yang terendam air : Jarak pusat tekanan :

Pintu mulai membuka, apabila momen terhadap sendi B adalah NOL : Pintu akan terbuka, apabila kedalaman air di hulu adalah h = 2,16 m.

Jawaban Tugas No 2.33 Panjang searah pintu dari tinggi air di hulu atas A: Jarak vertikal antara pusat berat pintu dan muka air hulu: Panjang searah pintu antara titik A dan perpanjangan muka air hilir A:

Jarak vertikal antara pusat berat pintu dan muka air hilir: Luas bidang pintu: Gaya tekanan hidrostatis pada pada sisi hulu : Moment Inersia pintu : Letak pusat tekanan :

Jarak pusat tekanan : Gaya tekanan hidrostatis pada sisi hilir : Pintu mulai membuka, apabila momen terhadap sendi B adalah NOL :

Jawaban Tugas No 2.34 Luas bidang pintu : Jarak vertikal pusat berat terhadap muka air : Jarak miring (searah pintu) pusat berat terhadap muka air:

Jarak pusat tekanan : Moment Inersia Bidang pintu : Gaya tekanan hidrostatis padapintu : Jarak pusat tekanan : Berat Pintu dihitung berdasarkan momen terhadap sendi :

Apabila Pintu terbuat dari besi dengan rapat relatif S=7,85; berarti tebal pintu adalah : Tampak bahwa pintu sangat tebal (t=17 cm). Untuk mengurangi berat (tebal) pintu, maka pintu tersebut diberi pemberat, yang bisa terbuat dari beton, seperti terlihat pada gambar. Dengan cara seperti ini, untuk kondisi dengan pemberat sebesar 325 kgf, berat pintu dihitung berdasarkan momen terhadap sendi, Tebal pintu adalah :

Jawaban Tugas No 2.35 Gaya yang bekerja pada Bidang lengkung adalah resultan dari komponen gaya horisontal dan vertikal. Komponen horisontal adalah gaya tekanan hidrostatis pada proyeksi vertikal dari bidang lengkung AB. Komponen vertikal adalah berat zat cair di atas bidang lengkung. Gaya-gaya tersebut dapat dilihat dalam gambar. Jarak vertikal antara pusat berat proyeksi vertikal bidang lengkung AB dan muka air :

Letak pusat tekanan : Komponen Gaya horisontal : Moment Inersia Proyeksi vertikal bidang AB : Letak pusat tekanan : Komponen Gaya vertikal :

Letak pusat tekanan dari komponen gaya vertikal adalah pada garis vertikal melalui pusat berat dari volume air diatas bidang AB. Pusat tekanan tersebut dapat dicari dengan menyamakan jumlah momen statis dari luasan segiempat dan seperempat lingkaran terhadap garis vertikal melalui titik B dengan momen statis luasan total terhadap garis yang sama. RESULTAN GAYA : ARAH RESULTAN GAYA

Letak titik tangkap gaya tekanan arah Vertikal Yp: Untuk kondisi yang sama, air berada diluar tangki seperti gambar: Komponen Gaya horisontal adalah tekanan hidrostatis pada proyeksi vertikal bidang AB: Komponen Gaya vertikal adalah berat air khayal di atas bidang lengkung AB: Letak titik tangkap gaya tekanan arah Vertikal Yp:

Letak titik tangkap gaya tekanan arah horisontal Xp: RESULTAN GAYA : ARAH RESULTAN GAYA

Jawaban Tugas No 2.36 Jarak vertikal antara muka air dan pusat berat proyeksi vertikal Pintu : Komponen Gaya horisontal : Gaya tersebut bekerja pada pusat berat diagram tekanan : Komponen Gaya vertikal :

Gaya tersebut bekerja ke atas pada pusat berat bidang ABC : RESULTAN GAYA : ARAH RESULTAN GAYA Arah resultan gaya adalah menuju sendi C. Gaya angkat P dihitung berdasarkan momen terhadap titik C. Gaya berat pintu bekerja pada pusat berat yang terletak pada jarak :

Jawaban Tugas No 2.37 Muka air Pada puncak Pintu, kedalaman air h : Komponen Gaya horisontal pada pintu tiap 1m panjang : Komponen Gaya vertikal pada pintu tiap 1m panjang:

RESULTAN GAYA : ARAH RESULTAN GAYA Sudut tersebut terhadap bidang horisontal dan arah resultan gaya tersebut menuju pusat O.