Eks 10 - Pusat Tekanan Pada Bidang Rata Yang Terbenam Di Dalam Air

PUSAT TEKANAN PADA BIDANG RATA YANG TERBENAM DI DALAM AIR GELOMBANG IV

EKSPERIMENT 10 PUSAT TEKANAN PADABIDANG RATA RATA YANG TERBENAM DI DALAM AIR

1. TUJU TUJUAN AN PERC PERCOB OBAA AAN N

a. Menent Menentuka ukan n letak pusat pusat tekanan tekanan air pada bidang bidang rata rata yang terbenam terbenam di dalam dalam air dan membandingkan letak dari hasil eksperimen dengan letak teoritis.

2. PERA ERALAT LATAN

a.Perangkat Peralatan Hydrostatic Pressure b. Selang Plastic c.Beban Dari Logam d. Mistar Gam

bar (1!1" Perangkat Peralatan Hydrostatic Pressure

3. DASAR TE TEORI

Gaya # pada permukaan bidang rata yang terbenam adalah tekanan pada pusat luasan bidang itu dikalikan dengan luas $ dari permukaan yang terbenam tersebut. F = ρ.g.A

MICHAEL (12 0404 037)


Dimana %

 # & Gaya pada permukaan bidang rata  ' & Berat enis cairan  g & Percepatan gra)itasi  $ & Luas permukaan yang terbenam air Diketahui besarnya gaya # yang terdistribusi* dapat dianggap sebagai sederetan gaya! gaya kecil yang menyebar pada permukaan yang terbenam. +umlah momen semua gaya!gaya kecil ini terhadap suatu titik harus sama dengan momen terhadap titik yang sama dari gaya resultan # yang bekera pada pusat tekanan. Momen terhadap titik ,- % Gaya pada bidang elementer

& X.ρ.g.dA

Momen oleh gaya itu

& X 2. ρ.g.dA

Diketahui bah/a X 2.dA adalah momen inersia (0" luasan tersebut. +adi total momen adalah ρ.g.I 0.Dengan demikian* F.z = ρ.g.A.X  dan karena F = ρ.g.A.X * maka% z = z = I 

ρ . g . I  ρ . g . A. X

I  A. X

=

Igg + A. X 2

Jadi % z =

Igg + A. X 2

A. X Igg + X z = A. X Sehingga diperoleh% X c = z + q 3arena Igg = 1/12 .b.r 3* dan dengan mensubtitusikan A = b.r * serta X = ½ r * maka kedalaman persamaan 4 z  diperoleh% Z = (

2 3

) x r MICHAEL (12 0404 037)


Dapat dilihat bah/a pusat tekanan selalu 256 di ba/ah bahagian plat yang terbenam% 2

X c = q + (

3

) x r

4. PROSEDUR

a. $tur tangki hydrostatic pressure benar!benar datar b. Geser counter balance sehingga timbangan hori7ontal dan seimbang c. 8utup keran dan alirkan air sehingga permukaannya mencapai tepi ba/ah kuadran d. Gantungkan pan timbangan pada uung lengan timbangan lalu letakkan anak timbangan e. Pelan!pelan tambahkan air melalui selang kedalam tangki sehingga lengan timbangan hori7ontal 9. +ika sudah hori7ontal maka keran ditutup g. :atat tinggi permukaan air di dalam tangki h. ;langi percobaan tersebut untuk setiap pembebanan beban timbangan sampai permukaan air mencapai puncak uung kuadran

5.

HASIL DAN PERHITUNGAN

8abel data hasil eksperimen Pusat 8ekanan Pada Bidang o

Pengisian 8angki Berat $ir m

8inggi $ir

1

Pengosongan 8angki 8inggi $ir

y

Berat $ir m

2@

1A

2

2

6

=2

m5 =2

?:$

?:8

8inggi $ir

y

Berat $ir m

2@

1

2@

1C*

116*@26

2*11C

1*616

1C*@

116

2

11@

2

116*

12A*A26

2*EC

1*1CA

1C*21

6

121

6

121

6

121

1@C*@1

2*@E

1@*A2E

1*EC

@

66

16

66

16

66

16

1CE*

1*E6

1@*161

1*CC



6C

16A

6C

16

6C

16*

1AE*C6

1*E@

16*A

1*@1

C

6E

1@C

6E

1@

6E

1@*

211*6

1*A@2

16*662

1*1



@2

11

@2

1

@2

1*

22C*6

1*A@

16*@1E

1@*EA6

A

@

1E

@

1A

@

1A*

21*226

1*E1

12*EC6

1@*1

E

C

1C

C

1C

C

1C

2C*

2*1AA

1*A61

1@*CC

y

Perh!"#$%# & D%!% '1(

MICHAEL (12 0404 037)


m +m 1 2

1. m ratarata =

2

y 1 + y 2

2. " ratarata =

=

= 2!0 gram

2 108 +10 5

=

2

240 + 240

= 10#$% mm = 10$#% cm

2

3. "2 = (10$#%) 2 = 113$!23 cm 2 !.

m y

2

%. X ca =

240

=

= 2$11# gram/cm2

113,423

2 x M x L

Bxy

1

#. X ct = a + z 

3

2 x 240 x 27,5

=

2

7,6 x 113,423

. y = 10 + 10 

1 3

= 1%$313 cm . 10$#% = 1#$!%0 cm

D%!% '2( m +m 1 2

1. m ratarata = 2. " ratarata =

=

2

y 1 + y 2 2

270 + 270

113 +114

=

= 2&0 gram

2

= 113$% mm = 11$3% cm

2

3. "2 = (11$3%) 2 = 12'$'23 cm 2 !.

m y

2

%. X ca =

270

=

= 2$0# gram/cm 2

1 28,823

2 x m x L

Bxy

1

#. X ct = a + z 

3

2 x 270 x 27,5

=

2

= 1%$1#' cm

7,6 x 128,823

. y = 10 + 10 

1 3

. 11$3% = 1#$21& cm

D%!% '3(


m +m 1 2

=

2

y 1 + y 2 2

=

300 + 300

= 300 gram

2 121 +121 2

= 121 mm = 12$1 cm

3. "2 = (12$1)2 = 1!#$!10 cm 2 !.

m y

2

%. X ca =

=

300 1 46,410

2 x m x L

Bxy

2

=

= 2$0! gram/cm 2 2 x 300 x 27,5 7,6 x 1 46,410

= 1!$'2 cm

MICHAEL (12 0404 037)


1

#. X ct = a + z 

3

. y = 10 + 10 

1 3

. 12$1 = 1%$#& cm

D%!% '4( m +m 1 2


=

2

y 1 + y 2 2

330 + 330 130 + 130

=

= 330 gram

2

= 130 mm = 13 cm

2

3. "2 = (13)2 = 1# cm 2 !.

m y

2

%. X ca =

300

=

= 1$%3 gram/cm 2

169

2 x m x L

Bxy

1

#. X ct = a + z 

3

2 x 330 x 27,5

=

2

7,6 x 169

. y = 10 + 10 

1 3

= 1!$131 cm . 13 = 1%$##& cm

D%!% '5( m +m 1 2


=

2

y 1 + y 2 2

360 + 360 2 13 8 +13 7

=

= 3#0 gram = 13&$% mm = 13$&% cm

2

3. "2 = (13$&%) 2 = 1'$0#3 cm 2 !.

m y

2

%. X ca =

360

=

= 1$0! gram/cm 2

1 89,063

2 x m x L

Bxy

#. X ct = a + z 

1 3

2 x 360 x 27,5

=

2

7,6 x 189,063

. y = 10 + 10 

1 3

= 13$&'0 cm . 13$&% = 1%$!1& cm

D%!% ')(


m +m 1 2

2

y 1 + y 2 2

= =

390 + 390 2 14 6 + 14 5 2

= 30 gram = 1!%$% mm = 1!$%% cm

3. "2 = (1!$%%) 2 = 211$&03 cm 2

MICHAEL (12 0404 037)


!.

m y

2

%. X ca =

390

=

= 1$'!2 gram/cm 2

211,703

2 x m x L

Bxy

1

#. X ct = a + z 

3

2 x 390 x 27,5

=

2

= 13$332 cm

7,6 x 211,703

. y = 10 + 10 

1 3

. 1!$%% = 1%$1%0 cm

D%!% '*( m +m 1 2


=

2

y 1 + y 2 2

420 + 420 151 + 150

=

= !20 gram

2

= 1%0$% mm = 1%$0% cm

2

3. "2 = (1%$0%) 2 = 22#$%03 cm 2 !.

m y

2

%. X ca =

420

=

= 1$'%! gram/cm 2

2 26,503

2 x m x L

Bxy

1

#. X ct = a + z 

3

2 x 420 x 27,5

=

2

= 13$!1 cm

7,6 x 226,503

. y = 10 + 10 

1 3

. 1%$0% = 1!$'3 cm

D%!% ' + ( m +m 1 2


=

2

y 1 + y 2 2

=

450 + 450

= !%0 gram

2 159 +158

= 1%'$% mm = 1%$'% cm

2

3. "2 = (1%$'%) 2 = 2%1$223 cm 2 !.

m y

2

%. X ca =

=

450 251,22 3

2 x m x L

Bxy

#. X ct = a + z 

2

1 3

=

= 1$&1 gram/cm 2 2 x 450 x 27,5 7,6 x 251,223

. y = 10 + 10 

1 3

= 12$#3 cm . 1%$'% = 1!$&1& cm

D%!% ' , (

MICHAEL (12 0404 037)


m +m 1 2


=

2

y 1 + y 2 2

=

560 + 5 60

= %#0 gram

2 160 + 160

= 1#0 mm = 1# cm

2

3. "2 = (1#)2 = 2%# cm 2 m

!.

y

2

%. X ca =

=

5 60 256

2 x m x L

Bxy

#. X ct = a + z 

X ca ratarata =

= 2$1'' gram/cm 2 =

2

1 3

2 x 5 60 x 27,5 7,6 x 256

. y = 10 + 10 

1 3

= 1%$'31 cm . 1# = 1!$##& cm

15,313 + 15,168 + 14,829 + 14,131 + 13,78 +13,332 + 13,419 + 12,963 +15,831 9

=

1!$30& X ct ratarata =

16,45 + 16,217 + 15,967 + 15,667 + 15,417 + 15,150 + 14, 983 + 14,717 + 14,667 9

1%$!&0

Persamaan
Gra9ik hubungan antara ?ct dan ?ca

N1 2

/%'(

/!'(

'(

'Y(

'(2

'('Y(

1*616

1C*@

!1*C

!*EA

1*12

*EA

1*1CA

1C*21

!*AC1

!*@

*@1

*C@6

MICHAEL (12 0404 037)

=


6 @  C  A E

1@*A2E

1*EC

!*22

!*@E

*22

*2E

1@*161

1*CC

*1C

!*1E

*61

!*6

16*A

1*@1

*2

*6

*2A

*2A

16*662

1*1

*E

*62

*E1

*612

16*@1E

1@*EA6

*AAA

*@A

*AA

*@62

12*EC6

1@*1

1*6@@

*6

1*A

1*16

1*A61

1@*CC

!1*A61

!1@*CC

2*CA

262*1A2

Σx =14,307 X =

Y =

9

Σy 9

=15,4 70

Persamaan regresinya adalah y & $ F B

Σ ( X − x ) ( Y − y ) =0,919 B= 2 Σ ( X − x ) $ & =  B? & 1.@  (*E1E"(1@*6" & 2*61C Persamaan regresinya adalah

•

yI & $ F B & 2*61C F *E1E 



1*616

1C*6E

1*1CA

1C*2C2

1@*A2E

1*E

1@*161

1*6A

16*A

1@*EAC

16*662

1@*@

16*@1E

1@*C@

12*EC6

1@*26@

1*A61

1C*A1

Gra9ik hubungan antara y2 dan m5y2

N1

2'(

2'(

'(

'Y(

116*@26

2*11C

@*E@

!*16E

12A*A26

2*EC

E*1E@

!*11E

2

'(2

'('Y(

C@*2  66*A 

MICHAEL (12 0404 037)

!1*6CA !*6E


6 @  C  A E

1@C*@1

2*@E

@1*CC

!*2

161* E

1CE*

1*E6

1E*1C

*2@

6C1*CA

*@C6

1AE*C6

1*E@

!1*@

*6

1*E

!*C

211*6

1*A@2

!26*CA

*16

C1*

!6*1E6

22C*6

1*A@

!6A*@A

*126

!@*26

21*226

1*E1

!C6*2

*1AC

2C*

2*1AA

!C*EA@

!*211

1@A1*211 6EE*C 2 @C21*A2 @

Σx X = = 188 , 0 16

Y =

9

Σy 9

=

1,977

Persamaan regresinya adalah y & $ F B

Σ ( X − x ) ( Y − y ) =−0.00116 B= 2 Σ ( X − x ) $ & =  B? & 1*E  (!.11C"(1AA*1C" & 2.1EC maka* yI & 2*1EC F (!.11C" 



116*@26

2*C@

12A*A26

2*@C

1@C*@1

2*2

1CE*

1*EEE

1AE*C6

1*EC

211*6

1*E@E

22C*6

1*E62

21*226

1*E@

2C*

1*AEA

). GRA6IK

MICHAEL (12 0404 037)

!2*EE

!11*@1 1@*611


CA

H"7"#$%# A#!%r% /! 8%# /%

17.5 17

16.871

16.5

16.450 16.395 16.262 16.217 15.967 15.950 15.667 15.417 15.308 15.150 14.986 14.983 14.717 14.667 14.654 14.574

16 15.5 15 14.5

CT Sebelum Regresi Setelah Regresi

14.234

2 M 14 

13.5 13 12.5 12.000 13.000 14.000 15.000 16.000 17.000

H"7"#$%# A#!%r% 2 8%# 2 2.500

2.000

2.188 2.116 2.096 2.064 2.049 2.046 2.025 1.999 1.976 1.953 1.949 1.932 1.904 1.904 1.898 1.854 1.842 1.791

1.500 Sebelum Regresi Setelah Regresi

1.000

0.500

0.000 100.000

2 200.000

300.000

MICHAEL (12 0404 037)


*. 6OTO ALAT

Hydrostatic Pressure

Gantungan Beban

MICHAEL (12 0404 037)


Selang

+. APLIKASI

Perlunya diketahui dimana pusat tekanan pada bidang datar yang terbenam di dalam air dapat kita lihat pada pintu radial ataupun pintu sorong saat keadaan air dengan debit yang melebihi dari keadaan normal pada saat banir. Sehingga kita mengetahui dimana pusat tekanan pada pintu tersebut dan besar tekanannya* sehingga dapat mencegah ebolnya pintu.

,. KESIMPULAN

MICHAEL (12 0404 037)


1"

Pada hasil percobaan "dr*tati ,r-r-* dapat dilihat bah/a bidang tekanan atau besar tekanan pada setiap bidang ke dalam merupakan bidang segitiga yang terpusat seauh 256 dan kedalaman di ba/ah pusat luas bidang permukaan.

2"

6"

Hasil perhitungan di peroleh ?ca rata!rata J ?ct rata!rata% 1.

?ca rata!rata & 1@*6 cm

2.

?ct rata!rata & 1*@ cm

Perubahan massa (m" dan tinggi permukaan air (y" akan mempengaruhi besarnya ?ca K ?ct

@"

Harga ?ca dan ?ct seharusnya sama. $kan tetapi dalam percobaan praktikum berbeda* hal ini disebabkan % 1.

3urang

teliti

dalam

percobaan

yaitu

dalam

membaca

y

yang

mengakibatkan harga ?ca dan ?ct berbeda 2. "

Pembacaan dilakukan pada saat air belum tenang

Dari gra9ik hubungan y dan m5y seharusnya diperoleh gra9ik konstan tetapi dari hasil percobaan* gra9ik tidak konstan (9luktuati9" karena ketidaktelitian dalam percobaan.

C"

?ca adalah arak letak titik pusat tekanan secara analitis.

"

?ct adalah arak letak titik pusat tekanan secara teoritis.

10. RE6ERENSI

1" Laporan praktikum Hidrolika 8.$. 215211 2" Buku panduan praktikum Hidrolika* Laboratorium Hidrolika* Departemen 8eknik Sipil* #8 ;S; 6" $sisten Laboratorium Hidrolika Departemen 8eknik Sipil*#8 ;S;.

MICHAEL (12 0404 037)


MICHAEL (12 0404 037)

Eks 10 - Pusat Tekanan Pada Bidang Rata Yang Terbenam Di Dalam Air

Recommend Documents