Bab 3 : STATIKA FLUIDA

1
Bab 3 STATIKA FLUIDA

• Fluida Statis
• tidak ada Tegangan Geser
• hanya ada Tegangan Normal (bidang)

3.1. Persamaan Dasar

• Volume CV dx.dy.dz
• Di pusat masa kubus ? tekanannya p

2
3.1. Persamaan Dasar
Gaya
Gaya Body (dFB)
Gaya Permukaan (dFs)
2
3
3.1. Persamaan Dasar

• Bidang Kiri (arah x)
• - Tekanan
• - Gaya
• Bidang Kanan (arah x-)
• - Tekanan
• - Gaya

3
4
3.1. Persamaan Dasar
Jadi gaya dalam arah x
Analogi untuk Gaya dalam arah y Gaya dalam
arah z
4
5
3.1. Persamaan Dasar
Sehingga Gaya Total
5
6
3.1. Persamaan Dasar
Sehingga Gaya Total atau Untuk fluida
statis / diam Sehingga
6
7
3.1. Persamaan Dasar

• Komponen-komponennya
• - arah x
• tidak ada perubahan tekanan dalam arah horizontal
  x
• arah y
• tidak ada perubahan tekanan dalam arah horizontal
  y

7
8
3.1. Persamaan Dasar

• arah z
• ?
• Keterangan
• Terjadi perubahan tekanan dalam arah
• vertikal z
• 2. Tanda (-) menunjukkan semakin tinggi kedudukan
  ? tekanan semakin kecil
• (g berat jenis)

8
9
3.2. Perubahan tekanan dalam fluida statis

• a. Fluida Inkompresibel
• Fluida inkompresibel ? r konstan
• Note - turun () rgh
• - naik (-) rgh

9
10
Contoh Soal

• Tentukan pA-pB
• Penyelesaian

10
11
3.2. Perubahan tekanan dalam fluida statis

• a. Fluida kompresibel
• - Untuk GAS ? r berubah bila
• ? p T berubah
• Note
• Untuk LIQUID ? pada tekanan rendah (fluida
  inkompresibel) ? r hanya fungsi T
• Tetapi pada tekanan tinggi ? efek
  compressibility dalam liquid sangat berarti
• dalam hal ini perubahan r p berhubungan dengan
  Bulk Modulus atau Modulus of elasticity (Ev)

11
12
3.3. Tekanan Absolut Gage

- Amosfer Standard
12
13
3.4. Gaya Hidrostatis pada Permukaan Tercelup

• Gaya Hidrostatis
• Besar
  Gaya
• Arah
  Gaya
• 
  Titik Kerja Gaya
• Arah Gaya
• Karena Hidrostatis ? a 0 ? diam
• Tidak ada gaya
  geser
• Jadi hanya ada
• gaya normal yang permukaan bidang

13
14
3.4.1 Gaya Hidrostatis pada Permukaan Datar
Tercelup

• Arah Gaya
• dimana
• Besar Gaya hidrostatis yang bekerja pada luasan
  dA

14
15
3.4.1 Gaya Hidrostatis pada Permukaan Datar
Tercelup

• Besar Gaya Resultan yang bekerja pada
• seluruh permukaan benda
• Note menghitung tekanan p untuk kasus
• seperti tergambar

15
16
3.4.1 Gaya Hidrostatis pada Permukaan Datar
Tercelup

• Menentukan letak titik kerja FR (x, y)
• Besar moment gaya resultan (FR) terhadap suatu
  titik S moment gaya-gaya distribusinya terhadap
  titik yang sama
• dimana

16
17
3.4.1 Gaya Hidrostatis pada Permukaan Datar
Tercelup
Sehingga maka
17
18
Contoh Soal

• 3.4

18
19
Contoh Soal

• 3.4

19
20
3.4.2 Gaya Hidrostatis pada Permukaan Lengkung
Tercelup

• Besar Gaya hidrostatis yang bekerja pada luasan
  dA
• dimana

20
21
3.4.2 Gaya Hidrostatis pada Permukaan Lengkung
Tercelup
Besar Gaya hidrostatis dalam arah x Analog
untuk arah y dan z Atau secara umum dapat
ditulis, sbb. dimana
21
22
3.5 Buoyancy Stabilitas
Buoyancy adalah gaya tekan ke atas yang terjadi
pada benda yang tercelup
22
23
3.5 Buoyancy Stability
Jadi dimana rf densitas fluida volume
benda volume fluida yang dipindahkan
sebuah benda yang dicelupkan dalam fluida
akan mendapat gaya tekan ke atas (buoyancy)
seberat fluida yang dipindahkan oleh benda
tersebut HUKUM ARCHIMEDES
23
24
3.5 Buoyancy Stabilitas

• Stabilitas
• a. Stabil b. Tak-stabil
• Body Force (gaya berat) bekerja pada pusat berat
  benda (CG)
• Stabil
• gaya body dan buoyancy yang bekerja cenderung
  menyebabkan benda pada posisi benar (stabil)
• b. Tak-stabil
• gaya body dan buoyancy yang bekerja cenderung
  menyebabkan benda pada posisi salah (tak-stabil)

24