4/9/2012

1

Soal :Tekanan Hidrostatis1. Tangki dengan ukuran panjangxlebarxtinggi (LBH) = 4mx2mx2m

diisi air sedalam 1,5 m. Hitung dan gambar distribusi tekanan padadinding tangki. Hitung pula gaya yang bekerja pada dinding dalamarah pajang dan lebar serta pada dasar tangki.

2. Suatu tangki dengan panjang 2,5 m, dan tinggi 2 m diisi air sampaipada ketinggian 1,25 m dan sisanya diisi minyak sampai penuhdengan rapat relatif S=0,9. Tangki tersebut terbuka ke udara luar.Hitung dan gambarkan distribusi tekanan pada dinding dan dasartangki. Hitung gaya tekanan yang bekerja pada sisi arah panjangdan lebar serta dasar tangki.

3. Suatu tabung silinder dengan tinggi 2,0 m dan luas tampang lintang5 cm2 diisi dengan air sampai pada ketinggian 1,0 m dan sisanyadiisi dengan minyak dengan rapat relatif 0,8. Tabung tersebutterbuka terhadap udara luar. Hitung tekanan absolut dan terukurpada dasar tabung dan tinggi air dan minyak. Hitung pula gaya padadasar tabung. Tekanan atmosfer adalah 1,013 bar.

4. Tekanan di dalam suatu tangki tertutup adalah 100kN/m2. Berilahbentuk tekanan tersebut dalam tinggi tekanan terhadap air, minyak(S=0,8) dan air raksa (S=13,6).

5. Tekanan barometer di suatu tempat adalah 74 mm air raksa (Hg).Berapakah tekanan atmosfer dalam kgf/cm2.

TUGAS 2

6. Manometer ditempatkan pada tangki yang berisi tiga macamfluida berbeda seperti ditunjukkan pada gambar. Hitungperbedaan elevasi muka air raksa di dalam manometer.

7. Tangki tertutup berbentuk silinder dengan tinggi 3,0 m dandiameter 1,0 m berisi minyak (S=0,8) setinggi 2,5 m. Diatasminyak terdapat udara dengan tekanan 50 kPa. Hitung dangambarkan tekanan hidrostatis pada dinding dan dasarsilinder. Hitung pula gaya tekanan di dasar.

8. Barometer berisi air seperti tergambar. Hitung tekananatmosfer apabila tekanan uap dan tegangan permukaandiabaikan.

9. Tangki tertutup berisi zat cair (S=0,8) mengalami tekanan.Lihat gambar.Tekanan diatas permukaan zat cair adalahp0=0,5 kgf/cm2. Hitung tekanan pada dasar tangki dan tinggikolom zat cair yang naik di dalam tabung vertikal.

10. Manometer berisi air raksa digunakan untuk mengukurperbedaan tekanan di dalam tangki A dan B seperti dalamgambar, Hitung perbedaan tekanan dalam kgf/cm2.

11. Manometer berisi air raksa digunakan untuk mengukurperbedaan tekanan di dalam tangki A dan B yang berisi zatcair dengan rapat relatif masing-masing SA=0,75 dan SB=1.Hitung perbedaan tekanan antara A dan B.

4/9/2012

2

12. Tangki tertutup berisi minyak dengan S=0,85. Apabila tekanan udaradiatas permukaan minyak adalah 1,2 kgf/cm2, berapakah tekananpada titik yang berada 5 m di bawah permukaan minyak.

13. Manometer mikro seperti terlihat dalam gambar. Apabila rapatmassa kedua zat cair adalah 1dan 2, tentukan bentuk perbedaantekanan dalam 1,2,h, d1dan d2.

14. Sistem manometer seperti ditunjukkan dalam gambar, tentukantinggi bacaan h.

15. Tekanan udara di dalam tangki sebelah kiri dan kanan sepertiterlihat dalam gambar adalah -22 cm air raksa dan 20 kN/m2. Hitungelevasi zat cair di dalam manometer sebelah kanan di A.

16. Suatu bendung beton berbentuk trapesium dengan tinggi 5,0 m,lebar puncak 1,0 m dan lebar dasar 6,0 m. Sisi hulu bendung adalahvertikal, sedang kemiringan sisi hilir adalah 1:1. Muka air hulu samadengan puncak bendung, sedang kedalaman muka air hilir adalah1,0 m. Koefisien gesekan antara dasar pondasi dengan bendungadalah 0,6. Berat jenis beton adalah 24 kN/m3. Selidiki stabilitasbendung terhadap penggulingan dan geseran.

17. Suatu plat berbentuk trapesium dengan panjang sisi atas 1,0 m, sisibawah 3,0 m dan tinggi 2,0 m terendam di dalam air. Plat tersebutpada posisi miring dengan sudut terhadap bidang horisontal.Kedalaman titik teratas dan terendah plat adalah 1,0 m dan 2,0 m dibawah muka air. Hitung gaya hidrostatis pada plat dan letak pusattekanan.

18. Plat dengan bentuk campuran, yaitu gabungan bujur sangkar dansegitiga. Apabila plat terendam dengan posisi vertikal di dalam airsedemikian sehingga puncak segitiga A berada pada permukaanair. Hitung tekanan total pada plat dan pusat tekanan.

19. Plat lingkaran berdiameter 3 m terendam secara vertikal di dalamair sedemikian sehingga titik teratasnya adalah 1 m di bawahmuka air. Plat tersebut mempunyai lobang berbentuk segitigasama sisi dengan panjang sisi adalah 0,6 m. Puncak segitigaberimpit dengan pusat lingkaran sedangkan dasarnya dibawahpusat lingkaran dan sejajar dengan muka air. Hitung gayatekanan pada plat dan letak pusat tekanan.

20. Pintu lingkaran dipasang pada dinding vertikal seperti terlihatpada gambar. Tentukan gaya horisontal F yang diperlukan agarpintu bisa menutup (dalam D dan h). Gesekan pada sendidiabaikan. Berapakah nilai F apabila D=1,0 m dan h=2 m.

21. Pintu air berbentuk segiempat dengan tinggi H=3m dan lebar 1,5m. Pintu tersebut direncanakan untuk membuka secara otomatisapabila tinggi air h=1m. Tentukan lokasi dari sumbu putarhorisontal O-O’.

22. Pintu air seperti gambar mempunyai sendi di A memisahkan airdidalam waduk dengan terowongan. Apabila pintu mempunyaiukuran 2m x 3m dan berat 2 ton, tentukan tinggi maksimum hagar pintu bisa menutup.

4/9/2012

3

23. Pintu vertikal berbentuk segiempat dengan tinggi 3m dan lebar 2mmenahan air di sebelah hulunya yang mempunyai kedalaman 5m diatas sisi atasnya. Tentukan letak garis horisontal yang membagiluasan pintu sedemikian sehingga a. gaya pada bagian atas danbawah adalah sama, b. momen dari gaya-gaya terhadap garistersebut adalah sama.

24. Bendung seperti tergambar dengan tinggi 5m dan lebar 2mmempunyai sendi pada pusatnya. Hitung gaya reaksi pada batangAB.

25. Pintu lingkaran seperti tergambar mempunyai sendi padasumbunya horisontalnya. Apabila pintu dalam kondisi seimbang,Tentukan hubungan antara hA dan hB sebagai fungsi dari A, B, dand.

26. Pintu seperti tergambar mempunyai permukaan silinder dengan jari-jari 10m bertumpu pada sendi O. Panjang pintu 12m (tegak lurusbidang gambar). Tentukan besar dan letak gaya hidrostatis padapintu.

27. Hitung besar, arah dan letak komponen gaya tekan pada pintuseperti terlihat pada gambar.

28. Plat bentuk gabungan dari segiempat dan segitiga seperti terlihatdalam gambar. Panjang dan lebar segiempat 3m dan 2m, sedanglebar dasar dan tinggi segitiga 2m dan 2m. Plat tersebut terendam didalam air pada posisi miring dengan membentuk sudut =300

terhadap muka air. Hitung gaya tekanan yang bekerja pada plat danletak pusat tekanan. Sisi atas plat berada pada 1 meter di bawahmuka air.

29. Pintu air berbentuk lingkaran dengan diameter 4 meter mempunyaisendi terhadap sumbu horisontal yang melalui pusat beratnyaseperti terlihat dalam gambar. Pintu tersebut menahan air yangberada disebelah hulunya. Hitung gaya P yang diperlukan untukmenahan pintu. Apabila disebelah hilir pintu terdapat air denganmuka air adalah pada titik puncak pintu, tentukan resultan gayahidrostatis.

30. Suatu pintu seperti tergambar mempunyai berat 3 kN/m yang tegaklurus bidang gambar. Pusat beratnya terletak pada 0,5 m dari sisikiri dan 0,6m dari sisi bawah (lihat gambar). Pintu tersebutmemunyai sendi dititik 0. Tentukan elevasi muka air sedemikianrupa sehingga pintu mulai membuka. Dalam keadaan membuka danmuka air di hulu di bawah sendi. Tentukan elevasi air sedemikiansehingga pintu mulai menutup. Hitung h dan gaya Fp untukmenahan pintu apabila gaya pada pintu adalah maksimum.

31. Pintu air otomatis dipasang didaerah muara untuk mengontrolelevasi muka air disebelah hulu (sungai) seperti tergambar. Pintutersebut berbentuk lingkaran dengan diameter 1,0m. Pintumempunyai sendi pada sisi atasnya. Pada posisi tertutup, pintumiring 100 terhadap vertikal. Berat pintu 3kN. Apabila elevasi mukaair pada sisi hilir (laut) sama dengan letak sendi, tentukanperbedaan elevasi muka air di hulu dan di hilir ketika pintu mulaimembuka. Rapat relatif air di hulu dan di hilir dianggap sama S=1.

4/9/2012

4

32. Pintu AB dengan panjang L=5m dan Lebar B=3m sepertiterlihat dalam gambar. Berat adalah W=1,0 ton dan beratpemberat P=1,6 ton. Hitung elevasi muka air di hulu h padasaat pintu mulai embuka?.

33. Pintu AB seperti tampak pada gambar mempunyai panjangL=5m, lebar B=2m dan berat W=15 kN, memunyai sendi dititikB dan menumpu pada dinding A. Tentukan elevasi muka air hapabila pintu mulai membuka.

34. Pintu berbentuk lingkaran dengan diameter 1,0m mempunyaisendi pada sisi (titik) teratasnya seperti terlihat dalam gambar.Hitung berat pintu sedemikian sehingga pintu mulaimembuka.

35. Tangki dengan tampang lintang seperti tergambar berisi airsampai kedalaman 2m. Hitung besar dan arah gayapermukaan lengkung AB tiap satuan panjang tangki dan letaktitik tangkap dari gaya tersebut. Jari-jari permukaan lengkungadalah 1m.

36. Pintu air seperti tergambar dengan panjang tegak lurusbidang gambar adalah 2m dan berat 10 kN. Hitung resultangaya hidrostatis dan arahnya yang bekerja pada pintu. Hitungpula gaya vertikal P yang diperlukan untuk membuka pintu.Pusat berat pintu berada pada jarak 4R/3 dari sisi BC.

37. Pintu air radial dengan jari-jari 6,0m seperti tergambar. Hitungbesar dan arah resultan gaya pada pintu.