tugas ke 2 individu a
Post on 04-Jun-2018
293 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
1/28
Soal :Tekanan Hidrostatis1. Tangki dengan ukuran panjangxlebarxtinggi (LBH) = 4mx2mx2m
diisi air sedalam 1,5 m. Hitung dan gambar distribusi tekanan padadinding tangki. Hitungpula gaya yang bekerja pada dinding dalamarah pajang dan lebar serta pada dasar tangki.
2. Suatu tangki dengan panjang 2,5 m, dan tinggi 2 m diisi air sampaipada ketinggian 1,25 m dan sisanya diisi minyak sampai penuhdengan rapat relatif S=0,9. Tangki tersebut terbuka ke udara luar.Hitung dan gambarkan distribusi tekanan pada dinding dan dasartangki. Hitung gaya tekanan yang bekerja pada sisi arah panjangdan lebar serta dasar tangki.
3. Suatu tabung silinder dengan tinggi 2,0 m dan luas tampang lintang5 cm2 diisi dengan air sampai pada ketinggian 1,0 m dan sisanyadiisi dengan minyak dengan rapat relatif 0,8. Tabung tersebutterbuka terhadap udara luar. Hitung tekanan absolut dan terukurpada dasar tabung dan tinggi air dan minyak. Hitung pula gaya padadasar tabung. Tekanan atmosfer adalah 1,013 bar.
4. Tekanan di dalam suatu tangki tertutup adalah 100kN/m2. Berilahbentuk tekanan tersebut dalam tinggi tekanan terhadap air, minyak(S=0,8) dan air raksa (S=13,6).
5. Tekanan barometer di suatu tempat adalah 74 mm air raksa (Hg).Berapakahtekanan atmosfer dalam kgf/cm2.
TUGAS 2
http://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_01.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_02.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_03.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_04.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_05.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_05.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_04.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_03.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_02.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_01.ppt -
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
2/28
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
3/28
12. Tangki tertutup berisi minyak dengan S=0,85. Apabila tekanan udaradiatas permukaan minyak adalah 1,2 kgf/cm2, berapakah tekananpada titik yang berada 5 m di bawah permukaan minyak.
13. Manometer mikro seperti terlihat dalam gambar. Apabila rapatmassa kedua zat cair adalah
1dan
2, tentukanbentuk perbedaan
tekanan dalam 1,2,h, d1dan
d2.
14. Sistem manometer seperti ditunjukkan dalam gambar, tentukantinggi bacaan h.
15. Tekanan udara di dalam tangki sebelah kiri dan kanan sepertiterlihat dalam gambaradalah -22 cm air raksa dan 20 kN/m2. Hitungelevasi zat cair
di dalam manometer sebelah kanan di A.
16. Suatu bendung beton berbentuk trapesium dengan tinggi 5,0 m,lebar puncak 1,0 m dan lebar dasar 6,0 m. Sisi hulu bendung adalahvertikal, sedang kemiringan sisi hilir adalah 1:1. Muka air hulu samadengan puncak bendung, sedang kedalaman muka air hilir adalah1,0 m. Koefisien gesekan antara dasar pondasi dengan bendungadalah 0,6. Berat jenis beton adalah 24 kN/m3. Selidiki stabilitasbendung terhadap penggulingan dan geseran.
17. Suatu plat berbentuk trapesium dengan panjang sisi atas 1,0 m, sisibawah 3,0 m dan tinggi 2,0 m terendam di dalam air. Plat tersebutpada posisi miring dengan sudut terhadap bidang horisontal.Kedalaman titik teratas dan terendah plat adalah 1,0 m dan 2,0 m dibawah muka air. Hitunggaya hidrostatis pada plat dan letak pusattekanan.
http://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_12.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/Gambar%20soal%2013.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_13.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/Gambar%20soal%2014.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_14.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/Gambar%20soal%2015.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_15.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_16.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_17.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_17.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_16.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_15.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/Gambar%20soal%2015.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_14.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/Gambar%20soal%2014.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_13.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/Gambar%20soal%2013.ppthttp://d/2_PENGAJARAN/HIDROLIKA/kuliah2/Jawaban%20Tgsl%20No%202_12.ppt -
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
4/28
Jawaban Tugas No 2.01
2/147155,181,91000 mNxxPdasar
3/1000.. mkghgP air
2
5,15,1
2
0,11
25,01
/147155,181,91000;5,1
/98100,181,91000;0,1
/49055,081,91000;5,0
mNxxPmh
mNxxPmh
mNxxPmh
Distribusi tekanan dihitung dengan rumus
Distribusi tekanan di dinding, pada kedalaman:
Distribusi tekanan di dasar adalah merata:
Distribusi tekanan terlihat dalam gambar,
NxxxxhxLxP
panjangxbusiluasdistriFx
4414545,1147155,05,0 5,1
Gaya pada dinding dalam arah panjang
Gaya pada dinding dalam arah lebar NxxxFL 5,2207225,1147155,0
Gaya pada dasar: NxxPxLxBFy 1177202414715
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
5/28
Jawaban Tugas No 2.02
22
2312
2
223
1
1
/88425,18/25,18884
25,1/81,9/100075,6621
/62175,6
/75,662175,0/81,9/10009,0
9,09,0
mkNmN
xdmxmkg
ghpp
mkN
mNxdmxmkgxp
ghpxS
airair
mmairmyk
air
m
kN
xx
LhppxhxpF amL
0610,46
5,225,12
188425,1862175,675,062175,6
2
1
21
21
211
Gaya tekan pada sisi arah panjang
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
6/28
Gaya takan pada sisi arah lebar
Gaya tekan pada dasar tangki:
NxxxLxBPFD 42125,9425,288425,182
kN
xx
BhppxhxpF amB
8488,36
0,225,12
188425,1862175,675,062175,6
2
1
2
1
2
1211
Gambar distribusi tekanan :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
7/28
Jawaban Tugas No 2.03
2
25
/19776,10326
/10013,1
013,1
mkgf
mNx
barPA
Dengan S = rapat relatif
1: Berat jenis minyak = 0,8 2
2: Berat jenis air = 1000 kgf/m3Tekanan terukur : P= . H
Tekanan Absolut : Pabs=P + Pa
a) Tekanan dalam satuan MKS
aaaAB
aA
pShhhPP
phP
122
11
.
.
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
8/28
Tekanan Terukur :
b) Tekan dalam tinggi meter air dan tinggi meter minyak:
2
122
/1800
18,011000.
mkgf
xhShPB
2
2
/19776,12126
19776,10326/1800
mkgf
mkgfPB
Tekanan Absolut :
Tekanan Terukur :
mnyakmS
hShP
airmxhShP
hShP
hShP
B
B
BB
_25,28,0
8,1.
_8,118,01.
..
12
1
12
2
12
2
122
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
9/28
PaPPabs Tekanan Absolut :
mnyakmS
hP
airmP
aira
a
_907,128,0
326,10
_326,101000
19776,10326
1
2
Tekanan Atmosfer dinyatakan dengan tinggi air dan minyak :
mnyakmP
airmP
mnyak
abs
air
abs
_157,15907,1225,2
_126,12326,108,1
Jadi :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
10/28
C. Gaya pada dasar tabung :
Pada permukaan dasar bagian dalam yang
berhubungan dengan air bekerja tekanan absolut,
sedangkan pada permukaan asar bagian luar bekerja
tekanan atmosfer. Dengan demikiangaya nettoyang bekerja pada dasar adalah :
kgf
x
xAPApAPF terukuraabs
9,0
10.51800
.4
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
11/28
Jawaban Tugas No 2.04
airmx
xh _91,10
81,91000
1000100
100kN/m2... hghP
gph.
Tekanan di dalam suatu tangki tertutup
adalah dengan rumus
Jadi :
Tinggi Tekanan air :
mnyakmxx
xh _74,12
81,910008,0
1000100Tinggi Tekanan minyak :
raksaairmxx
xh __75,0
81,910006,13
1000100
Tinggi Tekanan air raksa :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
12/28
Jawaban Tugas No 2.05
mHgHgmmh 074,074
3/1360010006,13 mkgfxHg
6,13air
Hg
S
Dicari berat relatif air raksa :
2
2
/1006,0/4,100613600074,0.
mkgfmkgfxhP
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
13/28
Jawaban Tugas No 2.06
2211 ghghPP udasar
kPaPamN
xxxxxx
75,736,73752/6,73752
281,9100013100081,982,030000
2
Tekanan pada dasar tangki adalah jumlah dari tekanan
udara pada bagian atas tangki, tekanan minyak dan air :
Menghitung perbedaan elevasi permukaan air raksa di dalam manometer.
Digunakan persamaan berikut :
myxxyx
xxypahPdasar
6263,081,910006,130
81,910000,16,7375232
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
14/28
Jawaban Tugas No 2.073/80010008,08,0 mkgxpS m
air
m
2
2
0
/620.6981,98005,2000.50
/000.500000.50
mNxxP
mN
ghphpP
B
oA
Tekanan Udara: P=50 kPa=50.000 N/m2
Tekanan Pada dinding :
Tekanan di dasar
22 /62,69/620.69 mkNmNPP Bdasar Gaya Tekanan di dasar
kNxxAPP dasarD 68,54141
62,69
2
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
15/28
Gambar distribusi tekanan :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
16/28
Jawaban Tugas No 2.08
2
1
/700.8
10007,8.
mkgf
xhPA
Tekanan atmosfer adalah sama dengan tekanan udara
yang ditimbulkan oleh tinggi kolom air di dalam tabung :
2/87, cmkgfoPA
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
17/28
Jawaban Tugas No 2.09
2/120.650008004,1 mkgfxPhP odasar
3
/80010008,08,0 mkgxpS mair
m
22
0 /5000/5,0 mkgfcmkgfP
Tekanan di atas zat cair :
Tekanan pada dasar :
Tinggi zat cair di dalam tabung :m
ph 25,7
800
58001
Rapat relatif zat cair :
Tekanan pada kedalaman 1,0 meter :2
1 /800.650008000,1 mkgfxP
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
18/28
Jawaban Tugas No 2.10
araB
aAa
PP
PPP
15,012,023,1
27,027,0
4
23
21 PPPA
Tekanan pada bidang yang melalui
titik 1 dan 2 adalah sama :
Tekanan pada titik 3 dan 4 adalah :
Berat jenis air = aBerat jenis air raksa = ar
22
43
/312,0/31201360015,0000.108,1
15,008,1
15,012,023,127,0
cmkgfmkgfxx
PP
PP
PP
araBA
araBaA
Tekanan pada bidang melalui titik 3 dan 4 adalah saman :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
19/28
Jawaban Tugas No 2.11
22 /152,23/6,23151
81,975064,081,9136002,081,9100012,0
2,012,02,012,032,0
cmkNmN
xxxxxxPP
gPP
BA
arzcBBzcAA
3
3
/100010000,10,1
/750100075,075,0
mkgxpS
mkgxpS
zcB
air
ZcB
zcA
air
ZcA
3/1360010006,136,13 mkgxS arair
arar
Rapat relatif air raksa :
Tekanan pada bidang yang melalui permukaan terendah air raksa
adalah sama :
Rapat relatif zat cair A dan B:
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
20/28
Jawaban Tugas No 2.12
22 /625,1/250.16000.128500,5 cmkgfmkgfx
PhP ozcA
3/850100085,085,0 mkgxpS zcAair
ZcA
22 /12000/2,1 mkgcmkgfo
Tekanan udara di atas permukaan minyak :
Tekanan di titik yang berada 5 m di bawah permukaan minyak :
Rapat relatif zat cair :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
21/28
Jawaban Tugas No 2.13
ghPYd
d
gPPP
Yd
dgPPP
B
A
..
.
222
1
12
1
2
111
BA PP
Tekanan pada bidang yang melalui
titik 1 dan 2 adalah sama :
12
2
1
11
1
2
1
122
2
1
121
22
2
1
121
2
1
11
..
.....
.....
YY
d
dggh
Yd
dghgY
d
dgPP
hgPYd
dgPY
d
dgP
maka : karena :
122
11221
2
.
.
YYd
dhPP
g
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
22/28
Jawaban Tugas No 2.14
)1.(....................2,02,06,0 araB PRP
Berat Jenis Air : a=1000 kgf/m3
Berat Jenis Minyak : m=800 kgf/m3
Berat Jenis Airraksa : ar=13600 kgf/m3
Tekanan di R, pR, didapat dari persamaan tekanan pada bidang R-S-T:
Tekanan di P dan Q adalah sama :
mamR xpxpTpsP 46,046,0
2
/688.2
136002,080046,010004,0
mkgfP
xxxP
B
B
Sehingga persamaan (1) menjadi :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
23/28
Tekanan di titik N, dan M, adalah sama :
2/2688100044,01360023,0
23,016,06,0
mkgfxxp
pp
PP
A
araaA
MN
000
2688268821
21
hhhh
hhhPph
hhPhp
ma
am
aaBAm
maBaA
Tekanan di Edan Fadalah sama :
Berarti untuk keadaan manometer seperti gambar,
elevasi zat cair di E dan F adalah sama.
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
24/28
Jawaban Tugas No 2.15
kPaPamN
xxxcmHgP
mkNP
kiriU
kananU
352,2952,29351/52,29351
81,910006,132222
/20
2
_
2
_
Tekanan pada bidang horisontal yang melalui titik A adalah sama :
Tekanan udara pada tangki sebelah
kanan dan kiri :
mE
xExE
xExxxxE
EpEP
a
aa
aa
zcamkiriUaakananU
9487,29
696,1535888,981,93720
81,96,13581,98,035402935281,913720
35354037 __
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
25/28
Jawaban Tugas No 2.16
kNNxxxgHBW ba 173,12012017381,9245050,111
.905,4490581,91000112
1
2
123 kNNxxxxgHW air
Gaya pemberat tersebut adalah :
Gaya-gaya yang bekerja pada
bendung ditunjukan dalam gambar,
yang terdiri dari gaya berat sendiri,gaya tekanan hidrostatis pada sisi
hulu, hilir dan pada dasar bendung
(gaya angkat). Hitungan dilakukan
untuk tiap m bendung. Gaya
pemberat terdiri dari berat bendung
(W1, W2) dan berat air (W3).
kNNxxxgHBBW bab 431,30030043181,9245051621
21
12
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
26/28
kNxxxxgHHF airX 625,122581,915
2
1
2
1111
Gaya tekanan hidrostatis pada sisi hulu bendung :
kNxxxxgHHF airX 905,4181,9112
1
2
1222
kNxxxgBHF bairY 68,58681,91000121
Gaya angkat pada dasar bendung :
kNxxxgBHHFbairY
72,117681,91152
1
2
1
212
kNFFF XX 72,117905,4625,12221
Tinjauan terhadap pergeseran bendung :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
27/28
kN
fFFWWWT YY
357,149
6,072,11786,58
905,4431,300173,120
21321
Gaya Penahan geser :
Oleh karena T=149,357kN> F=117,72kN; maka bendung aman terhadapgeser :
.835,851
0,63
272,1176
2
186,580,5
3
16,122
3
2
2
1
3
12111
kNm
xxxxxxM
BFBFHFM
PA
aYbYXPA
Tinjauan terhadap penggulingan. Momen penggulingan terhadap titik A :
-
8/13/2019 Tugas Ke 2 Individu A
28/28
JADI BENDUNG AMAN TERHADAP PENGGULINGAN
.658,1665
0,13
1905,40,1
3
1905,4
0,53
2431,3000,1
2
15173,120
3
1
3
2
2
1
223
21
kNm
xxxx
xxxM
HFXW
BBxWBBBWM
PA
X
abaabPGA
Momen penahan Guling terhadap titik A :
.658,1665835,851 kNmMkNmM PGAPA
top related