5-Zat Cair Dalam Kesetimbangan Relatif [PDF]

Citation preview

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF



~ Zat cair yg mengalami percepatan akan mengalami gaya



Zat cair yang bergerak dengan kecepatan seragam



~ Contoh :



atau kecepatan konstanÆ tidak mengalami tegangan geser, karena tidak adanya gerak relatif diantara partikel zat cair atau antara partikel zat cair



* tangki berisi zat cair yg mengalami percepatan atau perlambatan * zat cair dalam silinder yg mengalami rotasi terhadap sumbu vertikal



dengan bidang batas



h2



Teg. Geser,



Æ dapat memperbesar/memperkecil tekanan hidrostatis



τ=0



h



h2



h1.γ



h2.γ



Æ Dinamakan sebagai zat cair dalam keseimbangan relatif



ZAT CAIR DALAM TANGKI YG MENGALAMI PERCEPATAN



~ Bila tangki mengalami percepatan Æ z.c. berpengaruh Æ distribusi tekanan berubah



θ ~ Zat cair dalam tangki yg diam atau bergerak dengan m.z.c sebelum percepatan



kecepatan konstan Æ maka zat cair tersebut tidak dipengaruhi gerak tangki



θ



m.z.c setelah percepatan



Percepatan konstan Æ ax



horisontal



~ akibat percepatan Æ timbul gaya horisontal yang bekerja pada zat cair



~ Ditinjau suatu elemen (kontrol volume kecil)



•) Berat partikel (elemen) zat cair yang bekerja vertikal ke bawah



F = M.ax •) Gaya tekanan P, ┴ m.a θ



P



Mg



Æ ax



Æ x



~ Gaya-gaya yg bekerja pada elemen •) Berat partikel (elemen) zat cair yang bekerja vertikal ke bawah



W = M.g



Jawab :



0,3



Tangki baja dengan tampang segi empat udara



0,2



Diatas minyak terdapat udara yang bisa



Minyak



PD



A



Berisikan minyak A dan air B



0,5



Diubah tekanannya. Dimensi pd gambar adalah pada tekanan atmosfer



Air B



Apabila tekanan dinaikkan sampai 1 Mpa, 0,8



berapa penurunan permukaan air dan minyak ? Modulus elastisitas z.c. adalah: Kminyak = 2050 MN/m2 Kair



PA



0,4



= 2100 MN/m2



Dianggap tangki tidak mengalami perubahan Volume.



∀m = 0,3 ×0,4 × 0,5 = 0,006 m3 ∀a = 0,3 × 0,4 × 0,8 = 0,096 m3 ΔP K=− ΔP ∀ 1 → Δ∀m = − 2,927.10−5 m3 2050 = − ∀ Δ m 0,06 1 = − → Δ∀a = − 4,571.10−5 m3 2100 ∀ Δ a 0,96 −5 3 Δ∀total = − 7,498.10 m Misal x penurunan permukaan z.c. − 7,498.10−5 = − 0,3 × 0,4 × x = 6,25.10−4 m = 0,625 mm



~ Keseimbangan Gaya



Tekanan 1 = Tekanan 2 PA + h 1 .γ 1 = h 2 .γ 2 + h 3 .γ 3 + PB P A − PB = h 2 γ 2 + h 3 γ 3 − h 1 γ 1 γ air = 9,81. 10 3 N/m 3 γ air Pa l1 l3



= 133,42 . 10 3 N/m 3 = 720 mm kolom air raksa = 0,7 m l 2 = 0,6 m = 0,8 m l 4 = 1,0 m raksa