MEKANIKA FLUIDA STABILITAS BENDA TERAPUNG FERI MUHAMMAD 20110110012

Benda 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 tenggelam FG = FB maka benda pada kondisi melayang (terendam) FG < FB maka benda pada kondisi terapung

Hukum Archimedes Hukum Archimedes menyatakan bahwa benda yang terapung atau 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. Sebaliknya benda itu dikatakan dalam keadaan tidak stabil atau labil jika ada yang mempengaruhi Suatu benda terapung dalam keseimbangan stabil apabila titik pusat berat benda (Bo) berada di bawah titik pusat apung benda (Ao) dan jika sebaliknya maka benda dalam keseimbangan tidak stabil

Apabila 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 1 Batu 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 m³ W di udara = y.V = p.g.h 700 = p x 9,81 x 0,0305 p = 2.333 kg/m³ S = p / p air = 2.333 / 1000 = 2.3

Soal 2 Balok 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 terendam d = 20 – 5 = 15 cm = 0,15 m Volume bagian balok yang terendam V = 0,15 x 0,2 x 0,4 = 0.012 m³ Berat balok = berat zat cair yang dipindahkan = y air V = 1000 x 0,012 = 12 kgf

SEKIAN & TERIMA KASIH