Tugas Mekanika Fluida Minggu ke-3, Darell Jeremia Sitompul
RANGKUMAN PERTEMUAN TANGGAL 3 MARET 2023
Dalam sebuah tabung yang berisi air, nilai dari tekanan yang dialami di suatu luasan yang sangat kecil tertentu (dimisalkan dA) dapat dihitung menggunakan persamaan
F = ρ.g.h.A = γ.h.A
dengan γ = ρ.g
Keterangan:
F = Gaya Hidrostatis (kgm/s^2 atau N)
ρ = Densitas (kg/m^3)
g = Percepatan gravitasi (m/s^2)
h = Kedalaman (m)
A = Luas permukaan (m^2)
Maka dari itu, jika kita menghitung nilai dari gaya hidrostatis berdasarkan kedalaman (h), nilai tersebut merupakan sebuah pemetaan fungsi linear (karena nilai ρ dan g dianggap konstan, jadi nilai P adalah polinomial dengan variabel h dengan orde 1).
Dalam berbagai geometri bentuk, baik bangun yang beraturan (persegi panjang, segitiga, lingkaran, trapesium, dll.) maupun tidak beraturan (bergelombang, zigzag, campuran bergelombang dan zigzag, dll.) semua bentuk memiliki centroid (titik pusat massa) dan center of pressure (titik pusat tekanan).
Posisi center of pressure (COP) selalu berada di bawah titik centroid dikarenakan rata-rata nilai gaya hidrostatik tidak berada di tengah-tengah ketinggian. Hal tersebut dikarenakan besaran gayanya linear dengan variabel h, maka grafik besar gaya berbentuk seperti segitiga, titik centroid dari grafik gaya hidrostatis berada 2/3 bagian dari permukaan secara vertikal ke dasar.
Dengan adanya Centroid dan COP, maka terdapat konsep kesetimbangan momen dalam gaya hidrostatis.
Momen = Kemampuan benda untuk berputar pada titik porosnya
Momen inersia = Kemampuan benda untuk mempertahankan posisinya ketika sedang bergerak berputar pada titik porosnya
Momen Couple = Kemampuan benda untuk berputar pada titik porosnya akibat adanya dua gaya yang berlawanan arah.
Gaya Apung adalah gaya yang diberikan oleh fluida dengan tujuan untuk mengangkat benda padat yang dimasukkan kedalamnya.
Hal ini berasal dari Hukum Archimedes, yang berbunyi "jika suatu benda padat dimasukkan ke dalam cairan, maka gaya apung yang diterapkan pada benda padat tersebut dama dengan volume fluida yang dipindahkan".
Gaya apung tersebut dapat dihitung menggunakan persamaan
F = ρ.g.V = γ.V
dengan γ = ρ.g
Keterangan:
F = Gaya Apung (kgm/s^2 atau N)
ρ = densitas (kg/m^3)
g = percepatan gravitasi (m/s^2)
V = Volume (m^3)
RANGKUMAN CHAT DENGAN AI
Darell:
What is the relation of hydrostatic and bouyant force?
AI:
The relationship between hydrostatic force and buoyant force is that they are both caused by fluid pressure and are both related to the submerged area of an object in the fluid.
Hydrostatic force is the force that a fluid exerts on a flat surface, while buoyant force is the upward force that a fluid exerts on an object that is immersed in the fluid. Both of these forces depend on the pressure of the fluid, which increases with depth, and the area of the submerged object.
The buoyant force on an object is equal to the weight of the fluid displaced by the object, and this weight is related to the volume of the displaced fluid and its density. The hydrostatic force on a flat surface is directly proportional to the area of the surface and the pressure of the fluid acting on it.
Therefore, the hydrostatic force and the buoyant force are related to each other through the pressure of the fluid and the area of the submerged object. In particular, the buoyant force on an object can be calculated using the hydrostatic equation if the pressure and area of the submerged part of the object are known. This relationship is described by Archimedes' principle, which states that the buoyant force on an object is equal to the weight of the fluid displaced by the object.
Dari percakapan saya dengan AI, saya mendapatkan pemahaman bahwa nilai dari gaya hidrostatis bergantung pada kedalaman (h), dan nilai dari gaya apung bergantung pada Volume dari fluida yang berpindah (displaced).
TUGAS SOAL PPT
