zat cair dalam kesetimbangan relatif

ZAT CAIR DALAM

KESETIMBANGAN RELATIF

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

Zat cair dalam kesetimbangan relatif :

Zat cair dalam suatu tangki yang bergerak dengan

kecepatan konstan tidak mengalami tegangan geser karena

tidak adanya gerak relatif antara partikel zat cair ataupun

partikel dengan bidang batas

Adanya percepatan dan perlambatan akan mempengaruhi

besarnya tekanan hidrostatis zat

1. Zat cair dalam tangki mengalami percepatan

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

ax θ

Permukaan zat cair sebelum

mengalami percepatan

Permukaan zat cair setelah

mengalami percepatan

F

P

W

θ

A 1. Berat partikel zat cair

W = Mg

2. Gaya karena percepatan

F= Max

3. Gaya tekanan P pada partikel

3.1 P arah horisontal Hk Newton II

Fx = Max

P sinθ = Max

3.1 P arah vertikal Hk Newton II

Fy = May -- percepatan hanya arah horisontal maka ay = 0 sehingga

P cos θ –W = 0

P cos θ = mg

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

g

a

Mg

Ma

P

P

x

x

tan

cos

sinh1

h2

• Apabila percepatan arah vertikal maka permukaan zat

cair tetap horisontal tetapi akan terjadi perubahan

tekanan hidrostatis. Percepatan ke atas tekanan

hidrostatis akan bertambah dan berlaku sebaliknya

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

F

W

P

h

A

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

1. W = Mg = ρghA

2. F = May = ρhAay

3. P = pA

4. Sesuai hk Newton II untuk gaya-gaya vertikal

• Fy = May

• P- W = May

• pA – ρghA = ρhAay

)1()1()(

g

ah

g

agh

A

gahAp

yyy

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

Fx

P

W

θ

φ

Fy F

yy

xx

MaFF

MaFF

sin

cos

Dengan Hk newton II untuk gaya horisontal

Fx = Max

Psin θ = Max

Dengan Hk newton II untuk gaya vertikal

Fy = May

Pcos θ – Mg = May

y

x

y

x

ag

a

MaMg

Ma

P

P

tan

cos

sin

Tangki bergerak dalam bidang miring

• Tangki tertutup dengan zat cair penuh

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

b

h

A B

C

bg

ah

b

h

g

a

x

x

tan

1. Tangki terbuka dengan panjang 2m, lebar 1m dan kedalaman

0,75m diisi minyak dengan rapat relatif 0,8 sedalam 0,5m.

Berapa kecepatan harisontal maksimum agar minyak tidak

tumpah

2. Tangki dengan P= 4m, L = 2m diisi air sampai kedalaman 1,25m

hitung gaya pada sisi memanjang tangki apabila a. tangki

bergerak vertikal keatas dengan kecepatan 4 m/s; b. tangki

bergerak ke bawah dengan kecepatan 2 m/s

3. Tangki segiempat terbuka dengan P = 4m, L= 3 m, tangki berisi

air sedalam 1m bergerak keatas pada bidang miring dengan

kemiringan 30°. Hitung kemiringan zat cair apabila tangki

mengalami percepatan 2 m/s.

4. Soal seperti no.3 tetapi arah tangki ke bawah

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF

ZAT CAIR DALAM KESETIMBANGAN RELATIF