Buoyancy Force: A Practical Guide to Understanding and Measuring Buoyancy, Assignments of Fluid Mechanics

Download Buoyancy Force: A Practical Guide to Understanding and Measuring Buoyancy and more Assignments Fluid Mechanics in PDF only on Docsity!

A

G

E

A

G

E

BAB III

GAYA APUNG

3.1 Tujuan Percobaan

Menentukan besarnya gaya apung pada benda uji yang mengapung

dan terbenam.

3.2 Alat Percobaan dan Gambar Alat Percobaan

3.2.1. Alat – Alat Percobaan

a. Neraca O’hauss / Timbangan

b. Benda Uji ( balok dan silinder )

c. Media ( tempat air )

3.2.2 Gambar Alat Percobaan

Gambar 3.1 FotoAlatPercobaan

Gambar 3.1 Foto Alat Percobaan

(Sumber: Laboratorium Hidrolika Fakultas Teknik Universitas Tadulako, 2019)

P

down

= h

1

γ.

A

P

up

= h

2

γ.

A

h

h

h

F

w

A

G

E

3.3.2 Gaya Apung pada Benda yang Terbenam

Seluruhnya

Gambar 3. 3 Gaya apung pada benda terbenam seluruhnya

(sumber: Arsip Laporan Mekanika Fluida Tahun, 2017)

Dengan demikian bila sebuah benda dibenamkan kedalam

fluida maka benda tersebut akan mengalami gaya hidrostatik pada

semua sisi-sisinya. Dengan mengabaikan gaya dari arah horisontal,

pada sisi bagian atas dengan luas permukaan A, akan bekerja gaya

vertikal kebawah sebesar:

Dan pada sisi bagian bawah bekerja gaya vertikal keatas sebesar:

Dengan demikian, resultan gaya dorong vertikal atau gaya

apung P terhadap benda adalah:

P = P

up

- P

down

=  (h

2

• h

1

). A = h. A

atau

P =  .V

P

down

P

up

A

G

E

Dimana V adalah volume fluida yang dipindahkan oleh benda

dan  adalah berat fluida yang dipindahkannya. Bila berat benda

adalah W, maka untuk menjaga keseimbangan statisnya

dibutuhkan gaya dukung sebesar F, dimana:

F = W - P atau P = W – F

Tabel 3 .1 Sifat-Sifat Air

Suhu

0

C)

Berat Jenis

N

m

3

Kerapatan

kg

m

3

Viskositas

Ndt

m

2

1,005 x 10

− 3

25 9778 997,1 0,894 x 10

− 3

28 9769,6 996,26 0,832 x 10

− 3

0,801 x 10

− 3

0,723 x 10

− 3

0,656 x 10

− 3

( Sumber : http://web.ipb.ac.id/~erizal/mekflud/modul2.pdf )

A

G

E

A

G

E

3.4.2 Prosedur Perhitungan

1. Menentukan panjang sisi-sisi balok (s)
2. Menentukan diameter silinder (d)
3. Menentukan suhu air (T) yaitu 28 ℃
4. Menentukan berat jenis air ( γ ) dari suhu air
5. Menentukan berat berat (m 1

) pada kondisi terbenam

sebagian dan kondisi terbenam seluruhnya

6. Menentukan berat beban (W) dengan rumus :

W = m 1

.g

7. Menentukan besarnya gaya dukung (F) dengan rumus :

F = m 2

.g

8. Menentukan besarnya gaya vertikal ke atas atau gaya

apung (P) dengan rumus :

P = W – F

9. Menentukan tinggi air (h) pada kondisi terbenam

sebagian dan kondisi terbenam seluruhnya

10. Menentukan luas beban (A) dengan rumus :

a. Untuk beban balok :

A = s 1

. s 2

b. Untuk beban silinder :

A =( ¼¿ π D

2

11. Menentukan volume air (V) dengan rumus :

V = h. A

12. Menentukan besarnya gaya vertikal atau gaya apung

(P) dengan menggunakan rumus :

P =

γ

. V

A

G

E

3. 7 Analisa Tabel

a. Untuk kondisi benda tenggelam sebagian

 Untuk benda balok maupun silinder, nilai gaya apung (P) dan

tinggi benda yang tenggelam (h) adalah berbanding

lurus,artinya semakin tinggi benda yang tenggelam dalam air

maka semakin besar pula gaya apung yang di alami benda.

 Nilai P’ dan P” untuk benda kotak maupun silinder

perbedaannya kecil.

b. Untuk kondisi benda tenggelam seluruhnya

 Untuk benda balok maupun silinder, besarnya gaya apung

tetap sama. Ini berarti besarnya gaya apung yang dialami

tidak bergantung pada volume air, tetapi bergantung pada

tinggi permukaan benda yang tenggelam dalam air

 Nilai P’ dan P” untuk benda balok maupun silinder

perbedaannya kecil.

A

G

E