2.8. Gaya Hidrostatik pada Sebuah Permukaan Bidang
Ketika sebuah permukaan tenggelam dalam sebuah fluida, gaya-gaya akan bekerja pada permukaan karena fluida.
Pada fluida diam, gaya-gaya tersebut akan tegak lurus terhadap permukaan karena tidak ada tegangan geser.
2.8.1. Gaya Hidrostatik pada Permukaan Bidang Datar
Pada sebuah permukaan datar seperti dasar dari sebuah tangki yang terisi cairan seperti gambar di bawah ini, maka besarnya gaya resultan adalah FR = p.A dimana p adalah tekanan seragam pada permukaan dasar dan A adalah laus dasar tangki.
Gambar. Tekanan dan gaya hidrostatik resultan yang timbul pada
Permukaan dasar sebuah tangki terbuka
2.8.1. Gaya Hidrostatik pada Permukaan Datar yang Tenggelam dalam Keadaan Miring
Kasus dibawah ini merupakan sebuah permukaan datar yang tenggelam dalam keadaan miring.Untuk menentukan gaya resultan yang bekerja pada permukaan , maka diasumsikan bahwa permukaan fluida terpapar ke atmosfer.
Misalkan bahwa bidang datar yang memuat permukaan tersebut berpotongan dengan permukaan bebas pada 0 dan membuat sudut θ dengan permukaan ini.
Sistem koordinat x-y didefinisikan sedemikian hingga 0 adalah titiik asal dan y diarahkan sepanjang permukaan. Bidang permukaan dapat berbentuk sembarang. Kita ingin menentukan arah, tempat dan besarnya gaya resultan yang bekerja pada satu sisi permukaan ini karena cairan yang bersentuhan dengan luasan permukaan tersebut. Pada suatu kedalaman h, gaya yang bekerja pada luas dA adalah dF = γ.h.A dan tegak lurus terhadap permukaan.
Jadi besarnya gaya resultan dapat ditemukan dengan menjumlahkan gaya-gaya differensial yang meliputi seluruh permukaan. Dalam bentuk persamaan dapat ditulis :
2.8. Gaya Hidrostatik pada Sebuah Permukaan Bidang
Ketika sebuah permukaan tenggelam dalam sebuah fluida, gaya-gaya akan bekerja pada permukaan karena fluida.
Pada fluida diam, gaya-gaya tersebut akan tegak lurus terhadap permukaan karena tidak ada tegangan geser.
2.8.1. Gaya Hidrostatik pada Permukaan Bidang Datar
Pada sebuah permukaan datar seperti dasar dari sebuah tangki yang terisi cairan seperti gambar di bawah ini, maka besarnya gaya resultan adalah FR = p.A dimana p adalah tekanan seragam pada permukaan dasar dan A adalah laus dasar tangki.
Gambar. Tekanan dan gaya hidrostatik resultan yang timbul pada
Permukaan dasar sebuah tangki terbuka
2.8.1. Gaya Hidrostatik pada Permukaan Datar yang Tenggelam dalam Keadaan Miring
Kasus dibawah ini merupakan sebuah permukaan datar yang tenggelam dalam keadaan miring.Untuk menentukan gaya resultan yang bekerja pada permukaan , maka diasumsikan bahwa permukaan fluida terpapar ke atmosfer.
Misalkan bahwa bidang datar yang memuat permukaan tersebut berpotongan dengan permukaan bebas pada 0 dan membuat sudut θ dengan permukaan ini.
Sistem koordinat x-y didefinisikan sedemikian hingga 0 adalah titiik asal dan y diarahkan sepanjang permukaan. Bidang permukaan dapat berbentuk sembarang. Kita ingin menentukan arah, tempat dan besarnya gaya resultan yang bekerja pada satu sisi permukaan ini karena cairan yang bersentuhan dengan luasan permukaan tersebut. Pada suatu kedalaman h, gaya yang bekerja pada luas dA adalah dF = γ.h.A dan tegak lurus terhadap permukaan.
Jadi besarnya gaya resultan dapat ditemukan dengan menjumlahkan gaya-gaya differensial yang meliputi seluruh permukaan. Dalam bentuk persamaan dapat ditulis :
Contoh Soal :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar