ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF - Spada UNS

ZAT CAIR DALAM

KESETIMBANGAN RELATIF

Zat cair dalam tangki

Zat cair dalam silinder

Zat cair dalam tangki mengalami percepatan

• _{𝑡𝑡𝑡𝑡𝜃𝜃 =}

^{𝑎𝑎𝑥𝑥}

𝑔𝑔

• Bila tangki bergerak:

• _{𝑡𝑡𝑡𝑡𝜃𝜃 =}

^{𝑎𝑎𝑥𝑥}

𝑔𝑔+𝑎𝑎_𝑦𝑦

• _{𝑝𝑝 = 𝛾𝛾𝛾(1 ±}

^{𝑎𝑎𝑦𝑦}

𝑔𝑔

)

• _𝑝𝑝 = tekanan hidrostatis

• _𝛾𝛾 = berat jenis zat cair

• _𝛾 = kedalaman titik yg ditinjau thd perm,zat cair

• _𝑎𝑎

_𝑦𝑦

= percep.vertikal, ke atas (+), ke

bawah (-)

Contoh 1

Tangki segi empat dengan panjang 4,0 m; lebar 1,0 m dan tinggi 3,0 m berisi air dengan kedalaman 2,0 m

bergerak dengan percepatan horizontal 4,0 m/d² dalam arah panjang tangki. Cari kemiringan permukaan air dan gaya tekanan pada sisi muka dan belakang tangki. Percepatan gravitasi g=9,81 m/d².

Penyelesaian:

𝑎𝑎_𝑥𝑥 = 4,0 m/d²

𝑡𝑡𝑡𝑡𝜃𝜃 = ^𝑎𝑎_𝑔𝑔^𝑥𝑥 = _9,81^4,0 = 0,408 atau 𝜃𝜃 = 22,195^𝑜𝑜 = 22^𝑜𝑜12^′ 𝛾 = 2𝑡𝑡𝑡𝑡𝜃𝜃 = 2 . 0,408 = 0,816 𝑚𝑚

Kenaikan muka air pada sisi tangki:

𝛾₁ = 2 + 0,816 = 2,816 𝑚𝑚 Kedalaman air pada sisi depan:

𝛾₂ = 2− 0,816 = 1,184 𝑚𝑚

Gaya btekanan hidrostatis pada sisi belakang:

𝐹𝐹₁ = 1

2𝛾₁²𝜌𝜌𝑡𝑡𝜌𝜌 = 1

2 2,816² . 1000 . 9,81 . 1,0

= 38896𝑁𝑁 = 38,896 𝑘𝑘𝑁𝑁

Gaya Tekanan hidrostatis pada sisi depan:

𝐹𝐹₂ = 1

2𝛾₂²𝜌𝜌𝑡𝑡𝜌𝜌 = 1

2 1,184² . 1000 . 9,81 . 1,0

= 6876 𝑁𝑁 = 6,876 𝑘𝑘𝑁𝑁

Pengenalan jenis aliran Fluidaal 127,

128

Zat cair dalam silinder berotasi

• _{𝑦𝑦 =} ^{𝜔𝜔2𝑟𝑟2}

2𝑔𝑔  perm.zat cair akibat rotasi

• _{𝑦𝑦𝑝𝑝 =} ^{𝜔𝜔2𝑅𝑅2}

2𝑔𝑔  perm.terendah

• _{𝛾 =} ¹

2𝑦𝑦_𝑝𝑝  penurunan pada sumbu

• _{𝜔𝜔 =} ^{2𝜋𝜋𝜋𝜋}

60  hub.kec.sudut dan rotasi

• _𝑦𝑦 = jarak vertical, suatu titik pd.muka air thd absis (yg melalui titik terendah parabola)

• _𝑟𝑟 = jarak horizontal, titik yang ditinjau dan sumbu vertical (yg melalui pusat silinder)

• _𝜔𝜔 = kec.sudut (radian/detik)

• _𝑡𝑡 = percep.gravitasi

• _𝑅𝑅 = jari-jari silinder

• _{𝑦𝑦𝑝𝑝} = kenaikan zat cair, pada dinding silinder dari perm.terendah

• _𝑁𝑁 =kec.rotasi (rotasi per menit, rpm)