mdl 9, print hal 12
DESCRIPTION
hahaTRANSCRIPT
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
EKSPERIMENT 9
PUSAT TEKANAN PADA BIDANG RATA
YANG TERBENAM SEBAGIAN
(HYDROSTATIC PRESSURE)
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan letak pusat tekanan air pada bidang rata yang terbenam sebagian dan
membandingkan letak dari hasil eksperimen dengan letak teoritis.
Untuk mengetahui tekanan hidrostatik dari garis aksi pada permukaan air Untuk mengetahui ketinggian muka air dengan cara menyeimbangkan tekanan yang
diberikan dari setiap massa
2. PERALATAN
Hydraulic Bench
Perangkatperalatan Hydrostatic Pressure.
Bebabdarilogam
Pipa plastic
Mistar
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
Hydrostatic Pressure
3. DASAR TEORI
Garis kerja gaya resultan yang memotong suatu luasan A dititik c dari permukaan air
dengan Yc disebut dengan titik pusat tekanan :
Yc= IxA .Y
Dimana: Ix = momeninersiaterhadapsumbu x
Y = jarak antara permukaan air dengantitikberatluasan yang terendam air
A = luasan yang terendam air.
Dengan menggunakan teori sumbu dan momen inersia, maka dapat ditulis:
Ix = IG + A.Y
dimana: IG = momen inersia dari bidang yang terbenam air
Gambardindingtegakterendamsebagian
Sehingga untuk alat yang digunakan pada eksperimen ini berlaku rumus umum:
P = F.A
P = ρ.g.Y’.A
dimana: P = tekanan hidrostatis
A = luasan yang terendam air
Ρ = beratjenis air
Y’ = kedalam dari permukaan air sampai dengan dasar permukaan yang
terendam air
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
Yc= Ig+ AY '2
A .Y '2 →
Yc−Y '= IgA .Y '
Ketentuanlainuntukpermukaanvertikal yang terbenamsebahagianadalahsebagaiberikut:
Y = d – ½ Y’ dan A = b.Y’
P = ½ ρ.g.b.Y’2
Yc− y=
bY '3
12bY '2
2
=Y '6
Maka besarnya momen terhadap as batang gantung balance adalah sebagai berikut:
M = ½ ρ.g.b.Y’2 (a+d-Y’/3)
Letakpusattekanan air antara lain dapatditurunkandari :
Mpivot = 0 ; untukjarakvertikal
dan
F = ρ*g*A ; untukjarak horizontal
dimana :
ΣM = 0 adalah (gayaberat * l) + gayakeatasfluida
Jadi, ΣMpivot= 0
0 = w*L – ½*(ρ*g*b)*y2*xCA
0 = (g*m)*L – ½*ρ*g*b*y2*xCA
xCA = (g*m*L)/(1/2*ρ*g*b*y2) = (2*m*L)/(b*y2)
F = ρ*g*A
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
Tinjaumomenterhadaptitik “O”
Gaya padabidangelementer = x*ρ*g*dA
Momenolehgayatersebut = x2*ρ*g*dA
dimana :
x2*dAadalahmomeninersia (Io) luasantersebut.
Jadimomen total ρ*g*Io
maka : FZ = ρ*g*A*x
z=ρ∗g∗I 0
ρ∗g∗Ax , Io = Igg + Ax2
=I gg+ Ax2
A . x
=I gg
A . x+x
dengan :I gg=
112
∗b∗r3
A = b*r
x = ½ * r
Jadi z = 2/3 * r, dapatdilihatbahwapusattekananselalu 2/3 daribagianbawah pivot yang
terendam.
Maka,ditinjaudarititiktertinggi (pivot) dapatdiperoleh :
xcr =a+d+(y’-2/3*y’)
Diketahuibahwa y’ adalahtinggibagian plat yang terendam air.
(y’-2/3*y’) = u
u = 1/3*y’
maka : xcr = a+d-u
xcr = a+d-1/3*y’
4. PROSEDUR
a. Tempatkankwadranpadaduapenyematannyadankencangkanklemkelengantimbangan.
b. Ukur a, L, kedalaman d, danlebar b ujungkwadran.
c. Tempatkan lengan timbangan pada pivot.
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
d. Gantungkan pan timbangan pada ujung lengan timbangan.
e. Hubungkan drain cock ke tangki hydraulic bench, dan hubungkan pula connetor
hydraulic bench ke celah berbentuk segitiga dibahagian atas tangki hydrostatic pressure.
f. Atur sehingga tangki hydrostatic pressure benar-benar datar.
g. Geser counter balance sehinggalengantimbangan horizontal.
h. Tutup drain cock danalirkan air sehinggapermukaannyamencapaitepibawahkwadran.
i. Letakkananaktimbangan di atas pan timbangandandenganperlahan-lahantambahkan air
kedalamtangkisehinggalengantimbangan horizontal.
j. Catat permukaan air pada kwadran dan berat beban di atas pan timbangan.
k. Pengaturan permukaan air di dalam tangki secara halus dapat dilakukan dengan cara
mengisi air dari atas dan perlahan-lahan mendrainnya dengan menggunakan stopcock.
l. Ulangi eksperimen di atas untuk setiap penambahan beban timbangan sampai
permukaan air mencapai puncak ujung kwadran. Kemudian singkirkan setiap
penambahan beban itu sambil mencatat beban dan permukaan air sampai semua beban
disingkirkan.
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
5. HASIL DAN PERHITUNGAN
HYDROSTATIC PRESSURE
(PartiallySubmergedPlaneSurface)
No
PengisianTangki PengosonganTangki Rata - Rata
Y2
(mm2)m/Y2
Xca
(cm)
Xct
(cm)Berat air
(gr)
Tinggi air
(mm)
Berat
air (gr)
Tinggi air
(mm)
Berat
air (gr)
Tinggi
air
(mm)
1 40 40 40 40 40 40 1600 2,5 17,763 18,9402 80 55 80 60 80 57,5 3306,25 2,42 17,192 18,4763 120 69 120 70 120 69,5 4830,25 2,484 17,652 18,1584 160 85 160 85 160 85 7225 2,215 15,735 17,7475 200 95 200 95 200 95 9025 2,216 15,746 17,4826 210 100 210 100 210 100 10000 2,1 14,921 17,349
Perhitungan :
Data (1)
1. m rata-rata = m1+m2
2 =
30+302 = 40gram
2. y rata-rata = y1+ y2
2 =
37+362 = 40mm
3. y2 = (40)2 = 1600mm2
4.my2 =
4016 = 2,5gram/cm2
5. Xca = 2 x M x L
B x y2 = 2 x 40 x27,5
7,5 x 16 = 17,763 cm
6. Xct = (a+d-r) + 0,7349.r = (10+10-4)+0,7349*40/10 = 18,940cm
Data (2)
1. m rata-rata = m1+m2
2 =
80+802 = 80 gram
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
2. y rata-rata = y1+ y2
2 =
55+602 = 57,5mm
3. y2 = (57,5)2 = 3306,25mm2
4.my2 =
80 x1003306,25 = 2,42gram/cm2
5. Xca = 2 x m x L
B x y2 = 2 x 80 x27,5 x100
7,5 x3306,25 = 17,192 cm
6. Xct = (a+d-r) + 0,7349.r = 18,476 cm
Data ( 3 )
1. m rata-rata = m1+m2
2 =
120+1202 = 120 gram
2. y rata-rata = y1+ y2
2 =
69+702 = 69,5 mm
3. y2 = (69,5)2 = 4380,25mm2
4.my2 =
120 x 1004380,25 = 2,484gram/cm2
5. Xca = 2 x m x L
B x y2 = 2 x 120 x 27,5 x 100
7,5 x 4380,25 = 17,652 cm
Xct = (a+d-r) + 0,7349.r= 18,158cm
Data ( 4 )
1. m rata-rata = m1+m2
2 =
160+1602 = 160gram
2. y rata-rata = y1+ y2
2 =
85+852 = 85mm
3. y2 = (85)2 = 7225mm2
4.my2 =
160 x 1007225 = 2,215gram/cm2
5. Xca = 2 x m x L
B x y2 = 2 x 160 x 27,5 x 100
7,5 x 7225 = 15,735 cm
6. Xct = (a+d-r) + 0,7349.r = 17,747cm
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
Data ( 5 )
1. m rata-rata = m1+m2
2 =
200+2002 = 200gram
2. y rata-rata = y1+ y2
2 =
95+952 = 95 mm
3. y2 = (95)2 = 9025mm2
4.my2 =
200 x 1009025 = 2,216gram/cm2
5. Xca = 2 x m x L
B x y2 = 2 x 200 x 27,5 x100
7,5 x 9025 = 15,746 cm
6. Xct = (a+d-r) + 0,7349.r = 17,482cm
Data (6)
1. m rata-rata = m1+m2
2 =
210+2102 = 210 gram
2. y rata-rata = y1+ y2
2 =
100+1002 = 100 mm
3. y2 = (100)2 = 10000mm2
4.my2 =
210 x 10010000 = 2,1gram/cm2
5. Xca = 2 x m x L
B x y2 = 2 x 210 x 27,5 x100
76 x10000 = 14,921 cm
6. Xct = (a+d-r) + 0,7349.r = 17,349 cm
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
Regresi linier hubunganantara M/y2dengan y No X Y XY X2
1 40 2,5 100 16002 57,5 2,41966 139,1304 3306,253 69,5 2,484343 172,6619 4830,254 85 2,214533 188,2353 72255 95 2,216066 210,5263 90256 100 2,1 210 10000∑ 447 13,9346 1020,554 35986,5
y = ax + b
a=n .∑ xy−∑ x∑ y
n.∑ x2−¿¿¿-0,00655
b=∑ y−a .∑ x
n=¿2,810054
Persamaanregresi→ y = -0,00655x + 2,810054
X Y
40 2,548054
57,5 2,433429
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
69,5 2,354829
85 2,253304
95 2,187804
100 2,155054
Regresi Linier hubunganantaraXctdenganXcaNo Y X X2 XY
1 17,76316 18,9396 336,4271 315,52982 17,19232 18,47568 317,6397 295,57583 17,65191 18,15756 320,5156 311,59014 15,73484 17,74665 279,2407 247,58525 15,74574 17,48155 275,2599 247,92826 14,92105 17,349 258,8653 222,6378∑ 99,00902 108,15 1787,948 1640,847
y = ax + b
a=n .∑ xy−∑ x∑ y
n.∑ x2−¿¿¿0,4695
b=∑ y−a .∑ x
n=¿10,2761
Persamaanregresi→ y = 0,4695x + 10,2761
X Y
17,76316 18,6174517,19232 18,34939
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
17,65191 18,5652115,73484 17,6649815,74574 17,6700914,92105 17,28283
6. GRAFIK
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1202
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.62.55
2.43 2.35
2.25
2.19
2.16
2.50
2.42
2.48
2.21
2.22
2.10
Hubungan antara M/y2 dengan y
Sebelum RegresiSesudah Regresi
y
M/y
^2
14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 1816
16.5
17
17.5
18
18.5
19
19.5
18.6218.35 18.57
17.6617.67
17.28
18.94
18.48
18.1617.75
17.48
17.35
Hubungan antara Xca dengan Xct
Sebelum RegresiSesudah Regresi
Xca
Xct
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
7. FOTO ALAT
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
Hydrostatic Pressure Beban dari Logam
14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 1816
16.5
17
17.5
18
18.5
19
19.5
18.6218.35 18.57
17.6617.67
17.28
18.94
18.48
18.1617.75
17.48
17.35
Hubungan antara Xca dengan Xct
Sebelum RegresiSesudah Regresi
Xca
Xct
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
8. APLIKASI
Percobaan Hydrostatic Pressure
dilakukanuntukmendapatkannilaitekananmaksimum.Padabagianalat yang terbenam,
misalnyauntukpendimensiansebuahbendungandidapatberapatinggi air maksimumdan minimum.
Aplikasi/penerapanmoduliniterdapatpada :
PengaliranPadaPintu Radial
Pintu radial mempunyaibentukbusurpermukaandaunpintuterbuatdaripelatbaja,
tetapipembuatannyasulitkarenamerupakan 3 dimensi.Bagian-bagiandaripintu radial sangat ramping
dibandingkandenganjenislainnyadanseluruhbebeanterpusatpadasendinyakarenageraknyaberputarme
ngelilingisendi, makacelahbukaannyatidakterlalutinggi.
Pembuatan Bendungan
Tekanan hidrostatis berpengaruh terhaddap ketebalan dari dinding bendungan. Semakin dalam
dinding bendungan maka tekanan semakin besar. Itu sebabnya dindng bendungan bagian bawah
dibuat lebih tebal daripada bagian atas agar bendungan tidak jebol karena tekanan zat cair terbesar
berada pada dasar permukaan zat cair.
* Kelebihan
Hampirtidakadagesekanpadapintu
Alatpenyangkutnyaringandanmudahdieksploitasi
Bangunandapatdipasang di saluran yang lebar.
*Kekurangan
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
Beban dari Logam
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
Bangunantidakkerap air
Biayanyamahal
Pivot/sendipintumemberikantekanan horizontal besar di ataspondasi.
9. KESIMPULAN
Dari hasil percobaan diperoleh bahwa semakin besar pembebanan yang diberikan maka
tinggi air (y) semakin besar.
Pada hasil percobaan hydrostatis pressure, dapat dilihat bahwa bidang tekanan atau besar
tekanan pada setiap bidang kedalam merupakan bidang segitiga yang terpusat sejauh 2/3 dan
kedalaman di bawah pusat luas bidang permukaan.
PadahasilperhitungandiperolehnilaiXcadanXctberbeda.
Harga Xca dan Xct seharusnya sama. Akan tetapi dalam percobaan praktikum berbeda, hal
inii disebabkan :
Human error
Kesalahanpadasaatpembacaanalat
Faktoralat
Alatyangdigunakansudahlama.AkibatnyagrafikhubunganantaraXcadanXcttidakkonst
an.
10. REFERENSI
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)
HYDROSTATIC PRESSURE(Partially Submerged Plane Surface) GROUP 2
a. AsistenlaboratoriumHidrolika FT USU
b. LaporanpraktikumHidroika FT USU
c. ModulpenuntunpraktikumlaboratoriumHidrolika FT USU
GROUP 2
RIJAL P HASIBUAN
(13 0404 104)