kuliah ke-5 pelabuhan wahyu

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 1/43

Kuliah Pelabuhan

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 2/43

 ANGIN, PASANG SURUT DAN

GELOMBANG

……….(Lanjutan) 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 3/43

GELOMBANG

Penting karena :

1. Gelombang akan menimbulkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan di

pantai.2. Gelombang berpengaruh pada

ketenangan di pelabuhan.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 4/43

Pembangkit Gelombang 

1. Angin gelombang angin

2. Gaya tarik bulan dan matahari pasang surut

3. Gempa di laut atau letusan gunung berapi

tsunami4. Kapal yang bergerak

5. Dsb.

Yang paling penting dalam perencanaan pelabuhanadalah gelombang angin dan pasang surut.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 5/43

 Teori-teori Gelombang 

1. Airy2. Stokes3. Gerstner4. Mich

5. Cnoidal6. Soliter7. Korteweg, de Vries dan Boussinesq8. Stream Function9. Fenton

Dalam mata kuliah Dasar Pantai & LepasPantai ini hanya akan dipelajari secarasingkat teori gelombang Airy

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 6/43

 Teori Gelombang Airy 

Disebut juga

Teori gelombang linier

Teori gelombang amplitudo kecil

Teori gelombang sinusoidal

Dikemukakan pertama kali oleh Airy padatahun 1845.

Teori ini paling sederhana tetapi sudahdapat dipakai sebagai dasar dalammerencanakan pelabuhan.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 7/43

Definisi Gelombang 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 8/43

Notasi

d  : jarak antara muka air rerata dan dasar laut

h (x,t) : fluktuasi muka air terhadap muka air rerata

a : amplitudo gelombang

H  : tinggi gelombangL : panjang gelombang

T  : periode gelombang

C  : kecepatan rambat gelombang

k  : angka gelombang

s   : frekuensi gelombang

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 9/43

Rumus-rumus

 H = 2a

T  LC 

 Lk 

 2T 

 s 

2

Cepat rambatgelombang

Angkagelombang

Frekuensigelombang

T C  L

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 10/43

Profil Muka Air

Fluktuasi muka air adalah periodik terhadapx dan t, dan merupakan gelombangsinusoidal dan progresif yang menjalar

dalam arah sumbu x positif.

)cos(2),( t kx

 H 

t  x s h 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 11/43

Cepat Rambat dan Panjang Gelombang 

Jika kedalaman air dan periode gelombangdiketahui, maka dengan cara coba-banding(iterasi) akan didapat panjang gelombang L.

kd gT 

 L

d gT C  tanh

2

2tanh

2  

kd gT 

 L

d gT  L tanh

2

2tanh

2

22

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 12/43

Klasifikasi Gelombang Menurut

Kedalaman Relatif 

Berdasarkan kedalaman relatif, yaituperbandingan antara kedalaman air d danpanjang gelombang L, (d/L), gelombang dapatdiklasifikasikan menjadi 3 macam :

1. Gelombang di air dangkal jika d/L < 1/20

2. Gelombang di air transisi jika 1/20 < d/L < ½

3. Gelombang di air dalam jika d/L > 1/2 

Klasifikasi ini dilakukan untukmenyederhanakan rumus-rumus gelombang.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 13/43

Apabila nilai kedalaman relatif d/L adalah lebihbesar dari 0,5; nilai tanh (2 d/L) = 1,0 sehinggapersamaan cepat rambat dan panjang gelombangmenjadi (untuk g = 9,81 m/d2) :

Indeks o menunjukkan bahwa nilai-nilai tersebutadalah untuk kondisi di laut dalam.

T gT 

C o 56,12

22

56,12

T gT 

 Lo  

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 14/43

Apabila kedalaman relatif kurang dari1/20, nilai tanh (2 d/L) = (2 d/L)sehingga persamaan menjadi :

Di laut dangkal, cepat rambat danpanjang gelombang hanya tergantungpada kedalaman.

gd C  T gd  L

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 15/43

 Tekanan Gelombang 

Tekanan yang disebabkan oleh gelombangmerupakan gabungan dari tekananhidrostatis dan dinamis yang disebabkanoleh gelombang.

Dengan : r  : rapat massa air

 z  : kedalaman air

)cos(cosh

)(cosh

2t kx

kd 

 zd k gH gz p s 

 r  r 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 16/43

Energi Gelombang 

Energi total gelombang adalah jumlah dari energikinetik dan energi potensial gelombang.

Energi kinetik gelombang :

Energi potensial gelombang :

Energi total gelombang :

16

2 LgH 

 E k 

 r 

16

2 LgH 

 E  p r 

8

2 LgH 

 E t  r 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 17/43

DEFORMASI GELOMBANG

Deformasi gelombang (perubahan bentukgelombang) terjadi pada waktugelombang bergerak menuju pantai.

Deformasi terjadi oleh karena adaperistiwa :

1. Refraksi

2. Difraksi

3. Refleksi

4. Gelombang pecah (breaking wave)

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 18/43

Refraksi

Refraksi adalah pembelokan arahgelombang karena pengaruh perubahankedalaman air laut. Garis puncak

gelombang akan berusaha sejajar gariskontur dasar laut. Sedangkanortogonal/garis arah gelombang akanberusaha tegak lurus garis kontur dasar

laut.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 19/43

Difraksi

Difraksi terjadi apabila tinggi gelombangdi suatu titik pada garis puncakgelombang lebih besar daripada titik di

dekatnya yang menyebabkan perpindahanenergi sepanjang puncak gelombang kearah tinggi gelombang yang lebih kecil.

Difraksi biasa terjadi ketika suatu deretan

gelombang terhalang oleh suatu rintanganseperti pemecah gelombang atau pulau.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 20/43

Refleksi

Refleksi adalah pemantulan gelombangakibat gelombang mengenai/membentursuatu bangunan

Refleksi gelombang di sekitar pelabuhanakan menyebabkan ketidaktenanganperairan pelabuhan.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 21/43

Gelombang Pecah

Jika gelombang menjalar dari tempat yangdalam menuju ke tempat yang makinlama makin dangkal maka pada suatu

lokasi tertentu gelombang tersebut akanpecah.

Gelombang pecah dipengaruhikemiringannya yaitu perbandingan antara

tinggi dan panjang gelombang.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 22/43

Rumus Gelombang Pecah Di laut dalam kemiringan gelombang maksimum

di mana gelombang mulai tidak stabil diberikanoleh bentuk berikut :

Di laut dangkal gelombang akan pecah jika:

142,07

1

0

0

 L

 H 

78,0b

b

d 

 H 

28,1b

b

 H 

d 

Atau

Rumus di atas hanya merupakan satu dari banyak rumus

untuk memperkirakan gelombang pecah.

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 23/43

Refraksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 24/43

Hukum Snellius

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 25/43

Refraksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 26/43

Refraksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 27/43

Refraksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 28/43

Difraksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 29/43

Difraksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 30/43

Difraksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 31/43

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 32/43

Refleksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 33/43

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 34/43

Refleksi

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 35/43

Refleksi

G l b P h

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 36/43

Gelombang Pecah

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 37/43

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 38/43

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 39/43

Contoh-contoh Hitungan Ilustrasi

1. Berapa cepat rambat gelombang jikapanjangnya 60 m dan periodenya 6detik?

2. Di suatu laut dengan kedalaman 40

meter terjadi gelombang dengan periode8 detik. Hitunglah panjang dan cepatrambat gelombang tersebut !

m/d106

60 T  LC 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 40/43

kd gT 

 L

d gT  L tanh

2

2tanh

2

22

Dipakai cara coba-banding/iterasi

Dicoba L1 = 100 m

621,98

100

402tanh

2

881,9 2

 L

Dicoba L2 = 99 m

685,9899

402tanh

2

881,9 2

  L

L2 ≠ L1 

L3 ≠ L2 

Dicoba terus hingga Ln+1 = Ln

Jawab : Panjang gel. L = 98,70 m

Cepat rambat gel. C = L/T = 98,7/8 = 12,3 m/d 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 41/43

3. Jika diketahui periode gelombang adalah 12 detik, makaberapakah cepat rambat dan panjang gelombang di lautdalam?

4. Jika diketahui periode gelombang adalah 10 detik,kedalaman laut adalah 2 m dan gelombang pada lokasi ituternyata tergolong gelombang di laut dangkal makaberapakah cepat rambat dan panjang gelombang di

tempat itu?

m/d72,181256,156,12

T gT C o  

m64,2241256,156,12

222

T gT 

 Lo 

m/d43,4281,9 gd C 

m3,4410281,9 T gd  L

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 42/43

5. Berapakah energi kinetik, energipotensial dan energi total gelombang jikadiketahui tinggi gelombang 2,5 m dan

panjang gelombang 120 m? joule470880

16

1205,281,91024 2

k  E 

 joule47088016

1205,281,91024 2

 p E 

 joule941760

8

1205,281,91024 2

t  E 

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 43/43

6. Jika di suatu laut dangkal dengan kedalaman 4mterjadi gelombang setinggi 3,5 m, selidikiapakah gelombang sudah pecah!

0,78875,00,4

5,3

b

b

d 

 H  GELOMBANG

PECAH !