KESEIMBANGAN BENDA
TERAPUNG
Pengantar Teknik dan Mekanika Fluida
Di buat oleh:
Pendahuluan
Hampir semua persoalan mengenai
benda-benda terapung, baik yang
terbenam seluruhnya dalam air maupun
sebagian seperti halnya kapal laut
adalah persoalan keseimbangan antara
gaya-gaya berat dari benda terapung
dan resultante tekanan dari cairan
Selain dari soal keseimbangan ada hal lain
yang juga cukup penting yaitu soal kestabilan, jadi sebuah kapal laut tidak cukup hanya
berada dalam keadaan stabil pada setiap posisi yang dikehendaki, sehingga bila kapal itu
Hukum Archimedes
Prinsip hukum Archimedes mengatakan bahwa
tekanan ke atas pada benda yang terapung atau terbenam dalam benda cair adalah sama dengan berat benda cair yang dipindahkan oleh benda
itu.
G B
W (berat benda)
Tekanan ke atas akan bekerja melalui
titik ber at benda cair yang dipindahkan yang disebut titik apung (centre of
buoyancy).
Pada gambar terlihat sebuah benda
terapung dalam keadaan seimbang
akibat berat benda W yang bekerja pada
Benda yang terendam di dalam air
mengalami gaya berat sendiri benda(FG) yang bekerja vertikal ke bawah dan gaya apung (FB) yang bekerja vertikal ke atas. Besar gaya apung sama dengan berat zat cair yang dipindahkan benda.
Gaya berat bekerja pada pusat berat benda
F
G> F
B→
benda tenggelam
F
G= F
B→
benda melayang
(terendam)
Ada 3 syarat dari keseimbangan benda
padat:
1. Seimbang dan stabil: Sedikit perubahan dari
keadaan seimbang ini akan menyebabkan “momen pengembalian posisi” bekerja dan mengembalikan ke keadaan semula.
2. Seimbang tapi tidak stabil: sedikit perubahan
dari kedudukan seimbang ini akan
menimbulkan momen guling dan tidak akan kembali ke kedudukan semula.
3. Seimbang dan netral: Benda akan tetap
Suatu benda terapung dalam
keseimbangan stabil apabila pusat beratnya (G) berada di bawah pusat apung(B).
Benda terapung dengan kondisi tertentu
dapat pula dalam keseimbangan stabil
meskipun pusat beratnya (G) berada di atas pusat apung (B).
Kondisi stabilitas benda terapung dapat
Rumus tinggi metasentrum
GM = BM – BG BG = OG – OB Dengan:
GM : tinggi metasentrum
Io : momen inersia tampang benda yang terpotongpermukaan zat cair
V : volume zat cair yang dipindhkan benda BG : jarak antara pusat berat dan pusat apung OG : Jarak antara pusat berat dan dasar
OB : Jarak antara pusat apung dan dasar
