makalah mekflu

of 30/30
MAKALAH PRESENTASI TAMBAHAN MEKANIKA FLUIDA (TMS 2227) “Gaya Hidrostatis Pada Bidang Terendam” Disusun oleh: Diki Ramadan 1107114179 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNIK

Post on 08-Jul-2016

631 views

Category:

Documents

104 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ME

TRANSCRIPT

MAKALAHPRESENTASI TAMBAHAN

MEKANIKA FLUIDA(TMS 2227)Gaya Hidrostatis Pada Bidang Terendam

Disusun oleh:Diki Ramadan1107114179

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2015

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulisucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga dalam pembuatan makalah Manajemen Energi yang berkaitan dengan Gaya hidrostatis pada bidang teredam. ini dapat terselesaikan dengan baik meskipun masih jauh dari sempurna.Dalam pembuatan makalah ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah menbantu. Penulis juga menghaturkan terima kasih kepada Bapak Asral, ST,. M.Eng, selaku dosen pengampu.Dalam makalah ini masih banyak memiliki kekurangan, baik dalam proses pembuatan maupun isi sehingga sangat besar harapan dari penulis untuk mendapatkan masukan berupa kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan makalah berikutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis sendiri.Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih

Pekanbaru, 1 Juli 2015

Penulis 18

DAFTAR ISI

KATA PENGANTARiDAFTAR ISIiiDAFTAR GAMBARiiiBAB I1PENDAHULUAN11.1 Latar Belakang11.2 Tujuan Pembahasan3BAB II4ISI43.1 Gaya Hidrostatis Pada Permukaan Bidang Terendam43.2 Gaya Hidrostatik pada permukaan lengkung terendam13BAB III17PENUTUP173.1 Kesimpulan17DAFTAR PUSTAKA18

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Tekanan dan gaya hidrostatik resultan5Gambar 2. 2 Notasi untuk gaya hidrostatik6Gambar 2. 3 Sifat-sifat geometrik dari beberapa bentuk yang umum.7Gambar 2. 4 Gambar Contoh Soal.8Gambar 2. 5 Plat Miring10Gambar 2. 6 Plat Vertikal10Gambar 2. 7 Plat Horizontal11Gambar 2. 8 Gambar contoh soal11Gambar 2. 9 Gaya Hidrostatik pada sebuah permukaan lengkung.14Gambar 2. 10 Contoh soal15

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Sejarah Mekanika FluidaMekanika fluida adalah suatu ilmu yang memelajari prilaku fluida baik dalam keadaan diam (static) maupun bergerak (dynamic) serta akibat interaksi dengan media batasnya (zat padat atau fluida dengan g lain ). Seperti kebanyakan disipilin ilmu lainnya, ekanika fluida mempunyai sejarah panjang dalam pencapaian hasil-hasil pokok hingga menuju ke era modern seperti sekarang ini.Pada masa prasejarah, kebudayaan-kebudayaan kuno sudah memiliki pengetahuan yang cukup untuk memecahkan persoalan-persoalan aliran tertentu. Sebagai contoh perahu layar yang sudah dilengkapi dengan dayung dan sistem pengairan untuk pertanian sudah dikenal pada masa itu. Pada abad ketiga sebelum Masehi, Archimedes dan Hero dari Iskandariah, memperkenalkan hukum jajaran genjang untuk penjumlahan vektor. Selanjutnya Archimedes (285-212 SM) merumuskan hukum apung dan menerapkannya pada benda-benda terapung atau melayang, dan juga memperkenalkan bentuk kalkulus differensial sebagai bagian dari analisisnya. Sejak permulaan Masehi sampai zaman Renaissance terus menerus terjadi perbaikan dalam rancangan sistem-sistem aliran, seperti: kapal, saluran, dan talang air. Akan tetapi tidak ada bukti-bukti adanya perbaikan yang mendasar dalam analisis alirannya. Akhirnya kemudian Leonardo da Vinci (1452-1519) menjabarkan persamaan kekekalan massa dalam aliran tunak satu-dimensi. Leonardo da Vinci adalah ahli ekspremen yang ulung, dan catatan-catatannya berisi diskripsi yang seksama tentang gelombang, jet atau semburan, loncatan hidraulik, pembentukan pusaran, dan rancangan-rancangan seretan-rendah (bergaris-alir) serta seretan-tinggi (parasut). Galileo (1564-1642) memperkenalkan beberapa hukum tentang ilmu mekanika. Seorang Perancis, Edme Moriotte (1642-1684) membangun terowongan angin yang pertama dan menguji model-model di dalamnya. Soal-soal yang menyangkut momentum fluida akhirnya dapat dianalisis setelah Isaac Newton (1642-1727) memperkenalkan hukum-hukum gerak dan hukum kekentalan untuk fluida linear yang sekarang dinamakan fluida Newton. Teori itu mula-mula didasarkan atas asumsi fluida ideal (sempurna) dan tanpa gesekan, dan para matematikawan abab kedelapan belas seperti: Daniel Bernoulli dan Leonhard Euler (Swiss), Clairaut dan DAlembert (Perancis), Joseph-Louis Lagrange (1736-1813), Pierre-Simon Laplace (1749-1827), dan Gerstner (1756-1832), mengembangkan ilmu matematika untuk mekanika fluida (Hidrodinamika), dan banyak menghasilkan penyelesaian-penyelesaian dari soal soal aliran tanpa gesekan. Euler mengembangkan persamaan gerak diferensial dan bentuk integralnya, yang sekarang disebut persamaan Bernoulli. DAlembert memakai persamaan ini untuk menampilkan paradoksnya bahwa suatu benda yang terbenam di dalam fluida tanpa gesekan mempunyai seretan nol, sedangkan Gerstner memakai persamaan Bernoulli untuk menganalisis gelombang permukaan. Hasil-hasil ini merupakan hal yang berlebihan, karena asumsi fluida sempurna dalam praktek hanya mempunyai penerapan yang sangat terbatas dan kebanyakan aliran di bidang teknik sangat dipengaruhi oleh efek kekentalan. Para ahli teknik mulai menolak teori yang sama sekali tidak realistik itu, dan mulai mengembangkan hidraulika yang bertumpu pada ekperimen. Ahli-ahli eksperimen seperti Pitot, Chezy, Borda, Bossut, Coulomb (1736-1806), Weber (1804-1891), Francis (1815-1892), Russel (1808-1882), Hagen (1797-1889), Frenchman Poiseuille (1799-1869), Frenchman Darcy (1803-1858), Manning (1816-1897),Bazin (1829-1917), dan Saxon Weisbach (1806-1871) banyak menghasilkan data tentang beraneka ragam aliran seperti saluran terbuka, hambatan kapal, aliran melalui pipa, gelombang, dan turbin. Pada akhir abad kesembilan belas, hidraulika eksperimental dan hidrodinamika teoritis mulai dipadukan. William Froude (1810-1879) dan putranya, Robert (1842-1924) mengembangkan hukum-hukum pengujian model, Lord Rayleigh (1842-1919) mengusulkan metode analisis dimensional, dan Osborne Reynolds (1842-1912) memperkenalkan bilangan Reynolds tak berdimensi yang diambil dari namanya sendiri. Sementara itu, sejak Navier(1785-1836) dan Stokes (1819-1903) menambahkan suku-suku kental newton pada persamaan gerak dan dikenal dengan persamaan Navier-Stokes, belum dapat digunakan untuk aliran sembarang. Selanjutnya pada tahun 1904, setelah seorang insinyur Jerman, Ludwig Prandtl (1875-1953), menerbitkan makalah yang barangkali paling penting yang pernah ditulis orang di bidang mekanika fluida. Prandtl menunjukan bahwa aliran fluida yang kekentalannya rendah, seperti aliran air atau aliran udara, dapat dipilah menjadi suatu lapisan kental (lapisan batas) di dekat permukaan zat padat dan antar muka, dan lapisan luar yang hampir encer yang memenuhi persamaan Euler dan Bernoulli. Teori lapis batas ternyata merupakan salah satu alat yang paling penting dalam analisis-analisis aliran modern, disamping teori yang dikembangkan oleh Theodore von Karman (1881-1963) dan Sir Geofrey I. Taylor (1886-1975).

1.2 Tujuan PembahasanAdapun tujuan pembahasan dari makalah ini adalah sebagai berikut:1. Mengetahui gaya hidrostatis pada bidang teredam.2. Mengetahui jenis jenis gaya hidrostatis pada bidang terendam.3. Mengetahui contoh-contoh soal atau contoh kasus pada gaya hidrostatis bidang terendam.1

BAB IIISI

Sistem hidrolik ditandai dengan tekanan yang sangat tinggi. Sebagai konsekuensi dari tekanan sistem yang tinggi, variasi tekanan hidrostatik sering diabaikan. Mobil rem hidrolik mengembangkan tekanan sampai 10 MPa (1500 psi), pesawat dan mesin sistem aktuasi hidrolik sering dirancang untuk tekanan sampai 40 MPa (6000 psi), dan penggunaan jack 70 MPa (10.000 psi). Uji laboratorium khusus peralatan tersedia secara komersial untuk digunakan pada tekanan sampai 1000 MPa (150.000 psi). Meskipun cairan umumnya dianggap mampat pada tekanan biasa, Perubahan densitas mungkin cukup pada tekanan tinggi. Modulus bulk cairan hidrolik juga dapat bervariasi tajam pada tekanan tinggi. Dalam masalah yang melibatkan aliran goyah, baik kompresibilitas dari cairan dan elastisitas struktur batas harus dipertimbangkan. Analisa masalah seperti kebisingan dan getaran palu air dalam sistem hidrolik, aktuator, dan peredam kejut cepat menjadi kompleks dan berada di luar cakupan makalah ini.

3.1 Gaya Hidrostatis Pada Permukaan Bidang TerendamSekarang kita telah menentukan cara di mana tekanan bervariasi dalam statis cairan, kita dapat mempelajari gaya pada permukaan terendam dalam cairan. Dalam rangka untuk menentukan benar gaya resultan yang bekerja pada permukaan terendam, kita harus menentukan:1. Besarnya gaya.2. arah gaya.3. Garis aksi gaya.Ketika sebuah permukaan tenggelam dalam sebuah fluida, gaya-gaya akan bekerja pada permukaan karena fluida tersebut. Penentuan gaya-gaya adalah hal yang sangat penting dalam perancangan tangki-tangki penyimpanan, kapal laut, bendungan dan struktur-struktur hidrolik lainnya. Pada proses fluida diam telah kita ketahui bahwa gaya-gaya tegak lurus terhadap permukaan karena tidak adanya tegangan tegangan geser. Kita juga tahu bahwa tekanan akan berubah secara linier menurut kedalaman jika fluidanya tak mampu-mampat. Pada sebuah permukaan datar, seperti dasar dari sebuah tangki yang terisi suatu cairan (Gambar 2.1), besarnya gaya resultan FR = pA, dimana p adalah tekanan seragam pada permukaan dasar dan A adalah luas dasar tangki. Untuk tangki terbuka seperti yang ditunjukkan, p = h. Perlu diperhatikan bahwa bila tekanan atmosfer bekerja pada kedua belah sisi permukaan dasar tangki, seperti yang diilustrasikan, maka gaya resultan pada dasar tersebut hanya disebaban oleh cairan didalam tangki. Karena tekanan konstan dan terdistribusi seragam diseluruh permukaan dasar, maka gaya resultan tersebut bekerja melalui pusat massa (centroid) dari bidang tersebut seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2. 1 Tekanan dan gaya hidrostatik resultan yang timbul pada permukaan dasar sebuah tangki terbuka.Untuk kasus yang lebih umum, dimana permukaan datar yang tengglam dalam keadaan miring, seperti yang diilustrasikan pada (Gambar 2.2), penentuan gaya resultan yang bekerja pada permukaan lebih sedikit rumit. Untuk sementara ini kita akan mengasumsikan bahwa permukaan fluida terpapar ke atmosfer. Misalkan bahwa bidang datar yang memuat permukaan tersebut berpotongan dengan permukaan bebas pada 0 dan membuat sudut dengan permukaan ini seperti pada gambar 2.2. Sisitem koordinat x-y didefinisikan sedemikian hingga O adalah titik asal y diarahkan sepanjang permukaan seperti yang ditunjukkan. Bidang permukaan dapat berbentuk sembarang seperti yang ditunjukkan. Kita ingin menentukan arah, tempat dan besarnya gaya resultan yang bekerja pada satu sisi permukaan ini karena cairan yang bersentuhan dengan luasan permukaan tersebut. Pada suatu kedalaman h gaya yang bekerja paa luas dA (luas differnsial dari gambar 2.2) afalah dF = hdA dan tegak lurus terhadap permukaan. Jadi, besarnya gaya resultan dapat ditemukan dengan menjumlahkan gaya-gaya differensial ini, yang meliputi seluruh permukaan bidang. Dalam bentuk persamaan:

Dimana h = y sin . Untuk dan yang konstan

Gambar 2. 2 Notasi untuk gaya hidrostatik pada permukaan bidang miring berbenntuk sembarang.Integral yang terdapat pada persamaan 2.2 adalah momen pertama dari luas bidang terhadap sumbu x, jadi kita dapat menuliskan

Di mana yc adalah koordinat-y dari pusat massa yang diukur dari sumbu-x yang melalui 0. Jadi, persamaannya dapat dituliskan sebagai:

Atau lebih sederhanya sebagai:

Gambar 2. 3 Sifat-sifat geometrik dari beberapa bentuk yang umum.

Di mana Ixyc adalah produk inersia terhadap sebuah sistem koordinat ortogonal yang melewati pusat massa dari bidang yang dibentuk dengan suatu translasi sistem koordinat x-y. Jika bidang yang tenggelam simetris terhadap sebuah sumbu yang melewati pusat massa dan sejajar terhadap salah satu sumbu x atau y, maka gaya resultan pasti terletak sepanjang garis-x = xc, karena dalam hal ini I xyc sama dengan nol. Titik yang dilewati oleh gaya resultan yang bekerja disebut sebagai pusat tekanan. Perlu diperhatikan lagi dari persamaan diatas, yaitu jika yc meningkat maka pusat tekanan akan berpindah mendekati pusat tekanan akan berpindah mendekat pusat massa. Karena yc = hcIsin, jarak yc akan meningkat jika kedalaman tenggelam, hc, meningkat, atau untuk suatu kedalaman, bidangnya diputar sedemikian hingga sudut berkurang. Koordinat-koordinat pusat massa dan momen inersia dari beberapa dari beberapa bidang yang umum ditunjukkan pada gambar 2.3.Contoh SoalSebuah pintu air bundar dengan diameter 4 m seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4 terletak pada bidang miring dari sebuah bak penampung besar yang berisi air ( = 9,80 kN/m). Pintu air tersebut dipasangkan pada sebuah poros sepanjang diameter horizontalnya. Jika kedalaman air sampai ke poros adalah 10 m, tentukan (a) besar dan letak gaya resultan dari air yang bekerja pada pintu air tersebut (b) momen yang harus diberikan pada poros untuk membuka pintu air tersebut.

Gambar 2. 4 Gambar Contoh Soal.Penyelesaian(a) Untuk menemukan besarnya gaya dari air kita dapat menerapkan persamaan sebelumnya

Dan karena jarak vertikal dari permukaan fluida ke pusat massa bidang adalah 10 m, nakaFR = (9.80 x 103 N/m3) (10 m) (4 m2) = 1230 x 103 N = 1.23 MNUntuk menentukan titik (pusat tekanan) yang dilewati oleh FR yang bekerja, kita menggunakan persamaan:

Untuk sistem koordinat yang ditunjukkan, xR = 0 karena bidang simetris, dan pusat tekanan tekanan pasti berada disepanjang diameter A-A. Untuk memperoleh yR dari gambar 2.3 kita dapatkan

Dan yc ditunjukkan pada gambbar 2.4. jadi,

Dan jarak (sepanjang pintu air) dibawah poros sampai kepusat tekanan adalah: YR Yc = 0.0866 mKita dapat menyimpulkan dari analisis ini bahwa gaya pada pintu karena air tersebut mempunyai besar 1.23 MN dan bekerja melalui sebuah titik sepanjang diameter A-A pada jarak 0.0866 m (sepanjang pintu air) dibawah poros. Gaya tersebut tegak lurus terhadap permukaan pintu air seperti yang ditunjukkan.(b) Momen yang dibutuhkan untuk membuka pintu air dapat diperoleh dengan bantuan diagram benda bebas seperti gambar 2.4. pada gambar diagram ini W adalah berat pintu air dan Ox dan Oy adalah gaya-gaya reaksi horizontal dan vertikal pada poros pintu air. Sekarang kita dapat menjumlahkan momen terhadap poros. Dan oleh karena itu

Untuk kasus khusus : Plat datar persegi panjang terendam.Pertimbangkan dengan benar-benar tenggelamnya plat datar persegi panjang tinggi (b) dan lebar (a) pada sudut u dari horizontal dan yang tepi atas adalah horisontal dan pada jarak dari permukaan bebas (s) sepanjang bidang dariPlat , seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5. Gaya hidrostatik dihasilkan di ataspermukaan adalah sama dengan tekanan rata-rata, yang merupakan tekanan di titik tengah dari permukaan kali luas permukaan A. Artinya:

Gaya yang terjadi pada jarak vertikal dari hp = yp Sin dari permukaan bebaslangsung di bawah pusat massa dari plat di mana,

Ketika tepi atas plat di permukaan bebas dan dengan demikian s = 0,

Gambar 2. 5 Plat Miring

Gambar 2. 6 Plat Vertikal

Gambar 2. 7 Plat HorizontalDistribusi tekanan pada permukaan horizontal terendam seragam, dan besarnya adalah P = P0 + gh, di mana h adalah jarak dari permukaan dari permukaan bebas. Oleh karena itu, gaya hidrostatik yang bekerja pada horizontal permukaan persegi panjang adalah:

Contoh SoalSebuah mobil berat terjun ke danau selama kecelakaan dan mendarat di bagian bawah danau di atas roda nya (Gbr. 2.8). Tinggi pintu 1,2 m dan lebar 1 m, dan tepi atas pintu adalah 8 m di bawah permukaan bebas dari air. Tentukan gaya hidrostatik pada pintu dan lokasi tekanan pusat, dan diskusikan jika pengemudi bisa membuka pintu.

Gambar 2. 8 Gambar contoh soalPenyelesaianSebuah mobil terendam di dalam air. Gaya hidrostatik di pintuadalah untuk ditentukan, dan kemungkinan pengemudi membuka pintu adalah untuk dinilai.Asumsi 1. Permukaan dasar danau adalah horisontal.2. Penumpang kabin baik-disegel sehingga tidak ada kebocoran air di dalam.3. Pintu bisa diperkirakan sebagai plat persegi panjang vertikal.4. Tekanan di penumpang kabin tetap pada nilai atmosfer karena tidak ada air bocor di, dan dengan demikian tidak ada kompresi udara di dalam. Oleh karena itu, tekanan atmosfer diabaikan dalam perhitungan karena bertindak di kedua sisi pintu.5. Bobot mobil lebih besar dari gaya apung yang bekerja padanya.AnalaisaDiberikan densitas air danau 1000 kg/m3

Maka resultan gaya hidrostatic pada pintu menjadi :

Pusat tekanan langsung di bawah titik tengah pintu, dan jarak dari permukaan danau ditentukan dari: P0 = 0

DiskusiSeseorang yang kuat bisa mengangkat 100 kg, yang berat badannya 981 N atau sekitar 1 kN. Juga, orang dapat menerapkan gaya pada titik terjauh dari engsel (1 m jauh) untuk efek maksimum dan menghasilkan momen 1 kN m. Gaya hidrostatik resultan bertindak di bawah titik tengah pintu, dan dengan demikian jarak 0,5 m dari engsel. Ini menghasilkan momen 50,6 kN m, yaitu sekitar 50 kali saat pengemudi mungkin dapat menghasilkan. Oleh karena itu, tidak mungkin bagi pengemudi untuk membuka pintu mobil. Pengemudi bertaruh terbaik adalah membiarkan air di (dengan menggulung jendela turun sedikit, untuk misalnya) dan untuk menjaga kepala nya dekat dengan langit-langit. Sopir harus dapat membuka pintu sesaat sebelum mobil diisi dengan air karena pada saat itu tekanan di kedua sisi pintu yang hampir sama dan membuka pintu air hampir semudah membukanya di udara.

3.2 Gaya Hidrostatik pada permukaan lengkung terendamMeskipun gaya fluida resultan dapat ditentukan dengan pengintegralan, seperti untuk permukaan bidang datar, secara umum hal ini merupakan proses yang menjemukan dan tidak ada rumus-rumus sederhana yang berlaku umum dapat dbuat. Sebagai pendekatan alternatif, kita akan mempertimbangkan kesetimbangan volume fluida yang diselubungi oleh permukaan lengkung yang ditinjau dari proyeksi horizontal dan vertikal dari permukaan ini.Sebagai contoh perhatikan bagian lengkung BC dari tangki terbuka yang ditunjukan gambar 2.9a. kita ingin mengetahui gaya fluida resultan pada bagian ini, yang mempunyai panjang satuan tegak lurus terhadap bidang kertas. Pertama kita mengisolasi suatu volume fluida yang dibatasi oleh permukaan yang ditinjau. Dalam hal ini bagian BC, permukaan bidang datar horizontal AB, dan permukaan bidang vertikal AC. Diagram benda bebas dari volume ini seperti yang ditunjukkan Gambar 2.9b. besar dan letak dari gaya F1 dan F2 dapat ditentukan dari berat jenis fluida dikalikan dengan volume yang dibatasi tersebut dalam volume itu. Gaya gaya FH dan FV mewakili komponen-komponen gaya yang diberikan oleh tangki kepada fluida.Supaya sistem gaya ini berada dalam keadaan setimbang, komponen-komponen horizontal FH harus sama besar segaris dengan F2, dan komponen vertikal, FV sama besarnya dan segaris dengan resultan gaya-gaya yang bekerja pada massa fluida (F2, resultan dari F1 dan W, dan gaya resultan yang diberikan tangki kepada massa) harus membentuk sebuah sistem gaya bersamaan (concurrent). Artinya, dari prinsip-prinsip statika, dimengerti bahwa jika sebuah benda benda dalam keadaan kesetimbangan oleh tiga gaya yang tidak sejajar, maka garis-garis kerja gaya tersebut harusberpotongan pada sebuah titik yang sama (cocurrent) dan sebidang. Jadi

Dan besarnya resultan tersebut didapat dari persamaan

Gambar 2. 9 Gaya Hidrostatik pada sebuah permukaan lengkung.Gaya resultan FR melewati titik O yang dapat ditentukan letaknya dengan menjumlahkan momen terhadap sebuah sumbu yang tepat. Gaya resultan dari fluida ysng bekerja pada permukaan lengkung BC sama dengan dan berlawanan arah dengan gaya yang diperoleh dari diagram benda bebas pada Gambar 2.9b. Gaya fluida yang dicari ditunjukan pada gambar 2.9c.

Contoh SoalSebuah drainase dengan diameter 6 ft seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.10a separuhnya terisi air dalam keadaan diam. Tentukan besarnya dan garis kerja gaya resultan yang diberikan oleh air pada bagian lengkun BC sepanjang 1 ft pada dinding saluran.

Gambar 2. 10 Contoh soalPenyelesaianPertama-pertama kita mengisolasi volume yang dibatasi oleh bagian lengkung BC, permukaan horizontal AB dan permukaan vertikal AC seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.10b. Volume tersebut mempunyai panjang 1 ft. Gaya-gaya yang bekerja pada volume tersebut adalah gayaa horizontal, F1 yang bekerja pada permukaan vertikal AC, berat W dari fluida yang terdapat dalam volume, dan komponen-komponen horizontal dan vertikal dari gaya-gaya dinding saluran pada fluida, masing-masing FH dan FV.Besarnya F1 diperoleh dari persamaan:

Dan gaya bekerja 1 ft diatas C seperti yang ditunjukkan. Berat W adalah:

Dan bekerja melalui pusat gravitasi dari massa fluida, yang menurut gambar 2.3 terletak 1,27 ft di sebelah kanan AC seperti yang ditunjukkan. Oleh karena itu, untuk memenuhi kesetimbangan:

Dan besarnya gaya resultan adalah:

Gaya yang diberikan oleh air pada dinding saluran sama besarnya namun berlawanan arah terhadap gaya-gaya FH dan FV yang ditunjukkan pada Gambar 2.10b, jadi, gaya resultan pada dinding saluran ditunjukan pada Gambar 2.10c. Gaya ini bekerja melalui titik O dengan sudut yang ditunjukkan.Suatu pemeriksaan pada hasil ini akan menunjukkan bahwa garis kerja dari gaya resultan melewati pusat saluran. Hal ini bukanlah hasil yang mengherankan karena setiap titik dipermukaan bidang lengkung dari saluran, gaya elemental karena tekanan adalah tegak lurus terhadap permukaan dan pasti melalui pusat saluran. Oleh karena itu resultan dari sistem gaya yang bersamaan (concurrent) ini pasti juga melewati pusat bersama dari gaya-gaya elemntal yang membentuk sistem tersebut.

BAB IIIPENUTUP

3.1 KesimpulanDalam penulisan makalah ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:1. Dalam menentukan gaya resultan yang bekerja pada sebuah bidang pengaruh dari tekanan atmosfer seringkali saling meniadakan (diabaikan).2. Gaya resultan dari fluida statis pada permukaan sebuah bidang adalah akibat dari distribusi tekanan hidrostatik pada permukaan tersebut.3. Besarnya gaya resultan dari fluida sama dengan tekanan yang bekerja pada pusat massa dari bidang dikalikan dengan total luas bidang.4. Gaya resultan dari fluida tidak melewati pusat massa bidang, sedangkan titik yang dilewati oleh gaya fluida resultan yang bekerja disebut sebagai pusat tekanan.5. Pembuatan diagram benda bebas dari volume fluida yang tepat dapat digunakan untuk menentukan gaya fluida resultan yang bekerja pada sebuah permukaan lengkung.

DAFTAR PUSTAKA

Munson R. Bruce., Young F. Donald., Okiishi H. Thedore. 2002. Fundamental of Fluid Mechanics 4th edition.: Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics

Cengel A. Yunus., Cimbala M. Jhon., 2006. Fluid Mechanics Fundamental and Application.: Published by McGraw-Hill