Modul ke:
07
MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA KINEMATIKA FLUIDA
Fakultas
FTPD Program Studi
Teknik Sipil
Acep Hidayat,ST,MT
Soal :Tekanan Hidrostatis 1.
2.
3.
4. 5.
Tangki dengan ukuran panjangxlebarxtinggi (LBH) = 4mx2mx2m diisi air sedalam 1,5 m. Hitung dan gambar distribusi tekanan pada dinding tangki. Hitung pula gaya yang bekerja pada dinding dalam arah pajang dan lebar serta pada dasar tangki. Suatu tangki dengan panjang 2,5 m, dan tinggi 2 m diisi air sampai pada ketinggian 1,25 m dan sisanya diisi minyak sampai penuh dengan rapat relatif S=0,9. Tangki tersebut terbuka ke udara luar. Hitung dan gambarkan distribusi tekanan pada dinding dan dasar tangki. Hitung gaya tekanan yang bekerja pada sisi arah panjang dan lebar serta dasar tangki. Suatu tabung silinder dengan tinggi 2,0 m dan luas tampang lintang 5 cm2 diisi dengan air sampai pada ketinggian 1,0 m dan sisanya diisi dengan minyak dengan rapat relatif 0,8. Tabung tersebut terbuka terhadap udara luar. Hitung tekanan absolut dan terukur pada dasar tabung dan tinggi air dan minyak. Hitung pula gaya pada dasar tabung. Tekanan atmosfer adalah 1,013 bar. Tekanan di dalam suatu tangki tertutup adalah 100kN/m2. Berilah bentuk tekanan tersebut dalam tinggi tekanan terhadap air, minyak (S=0,8) dan air raksa (S=13,6). Tekanan barometer di suatu tempat adalah 74 mm air raksa (Hg). Berapakah tekanan atmosfer dalam kgf/cm2.
6. 7.
8. 9.
10. 11.
Manometer ditempatkan pada tangki yang berisi tiga macam fluida berbeda seperti ditunjukkan pada gambar. Hitung perbedaan elevasi muka air raksa di dalam manometer. Tangki tertutup berbentuk silinder dengan tinggi 3,0 m dan diameter 1,0 m berisi minyak (S=0,8) setinggi 2,5 m. Diatas minyak terdapat udara dengan tekanan 50 kPa. Hitung dan gambarkan tekanan hidrostatis pada dinding dan dasar silinder. Hitung pula gaya tekanan di dasar. Barometer berisi air seperti tergambar. Hitung tekanan atmosfer apabila tekanan uap dan tegangan permukaan diabaikan. Tangki tertutup berisi zat cair (S=0,8) mengalami tekanan. Lihat gambar.Tekanan diatas permukaan zat cair adalah p0=0,5 kgf/cm2. Hitung tekanan pada dasar tangki dan tinggi kolom zat cair yang naik di dalam tabung vertikal. Manometer berisi air raksa digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan di dalam tangki A dan B seperti dalam gambar, Hitung perbedaan tekanan dalam kgf/cm2. Manometer berisi air raksa digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan di dalam tangki A dan B yang berisi zat cair dengan rapat relatif masing-masing SA=0,75 dan SB=1. Hitung perbedaan tekanan antara A dan B.
Penyelesaian : •
Distribusi tekanan dihitung dengan rumus
Distribusi tekanan terlihat dalam gambar, h1 0,5m; P0, 5 1000 x9,81x0,5 4905 N / m 2 h1 1,0m; P1, 0 1000 x9,81x1,0 9810 N / m 2 h1, 5 1,5m; P1,5 1000 x9,81x1,5 14715 N / m 2
Pdasar 1000x9,81x1,5 14715N / m 2
Distribusi tekanan di dinding, pada kedalaman:
Fx luasdistribusi x panjang 0,5 xP1,5 xhxL 0,5 x14715x1,5 x 4 44145N Distribusi tekanan di dasar adalah merata:
Fx luasdistri busi x panjang 0,5 xP1, 5 xhxL 0,5 x14715 x1,5 x 4 44145 N Gaya pada dinding dalam arah panjang
Kinematika Fluida Persamaan Kontinuitas Apabila zat cair tak mampu mampat (uncompressible) mengalir secara kontinyu melalui pipa atau saluran, dengan tampang aliran tetap ataupun tidak tetap, maka volume zat cair yang lewat tiap satuan waktu adalah sama di semua tampang. Keadaan ini disebut dengan persamaan kontinuitas aliran zat cair. Dipandang tabung aliran seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.6, untuk aliran satu dimensi dan mantap, kecepatan rerata dan tampang lintang pada titik 1 dan 2 adalah V1, dA1 dan V2, dA2.
Kinematika Fluida
1
1 2
dA1 V1, ρ1 A1
dA2 V2, ρ2 A2 Garis arus
Volume zat cair yang masuk melalui tampang 1 tiap satuan waktu adalah V1dA1, dan volume zat cair yang keluar dari tampang 2 tiap satuan waktu adalah V2 dA2. Oleh karena tidak ada zat cair yang hilang di dalam tabung aliran, maka: V1.dA1 =V2.dA2 Untuk seluruh luasan pipa : V1.A1=V2.A2 Atau Q = A.V = tetap
Terima Kasih Program Studi Teknik Sipil
