BAB

STABILITAS PONTON

A. Tujuan Percobaan

1. Menentukan titik berat massa pontoon (G) dan tinggi metasentris (GM) dari berbagai posisi beban rider.

2. Serta variasi tinggi metasentrik terhadap sudut kemiringan pontoon yang mengapung dipermukaan air

B. Bahan dan Peralatan

1. Model pontoon2. Tangki air dari bahan yang tembus pandang3. Neraca digital dengan kapasitas max. 3 kg dan akurasi 0,001 kg4. Mistar ukur baja panjang 60 cm5.

C. Landasan Teori

Pontoon berbentuk empat persegi panjang yang mengapung di permukaan air dalam kondisi kesetimbangan terlihat seperti pada Gambar 3.2a. menerima kerja dua macam gaya yaitu beban vertikal seberat pontoon (W) berarah ke bawah di titik G dan gaya bouyancy Fb seberat air yang didesak oleh pontoon berarah ke atas di titik B.

Pengamatan stabilitas pontoon dalam kondisi miring dengan susut dθ1seperti pada Gambar 3.2b. titk berat air yang didesak oleh pontoon berpindah dari B ke B1

begitu juga titik berat pontoonjuga berpindah dari G ke G1. Garis vertikal yang ditarik melalui B1 dan G1 adalah titik metasentrik M. Perpindahan dari B ke B1 tersebut menimbulkan juring – juring segitiga AA1C dan FF1C yang mengurangi dan menambah bidang culupan air pada sisi kiri dan kanan titik C. Sehingga didapat hubungan nilai – nilai berikut ini :

Metode analitis :

Gaya bouyancy, Fb= W =m.g atau Fh=γ o.Vd dalam satuan N atau kN.

Volume air yang terdesak Vd=m. gρa . g

= mρa dalam satuan m3.

Tinggi bagian pontoon yang tercelup air,X = V d

I . D dalam satuan m.

Letak titik tangkap gaya bouyancyterhadap permukaan air, CB = X2

dalam satuan m.

Jari – jari metasentrik, BM = I

V d dalam satuan mm.

Momen inersia bidang air yang terhadap sb. x, Ix = ∫ x2 dx= 112

L. D3

dalam satuan m3.

Metode observasi :

Tinggi titik M terhadap permukaan air, CM = BM - CB dalam satuan mm.

Tinggi metasentrik,GM = wW ( dx

dθ ) dalam satuan mm.

Tinggi titik berat pontoon terhadap permukaan air, CG = ӯ-21 dalam

satuan mm. Dan tinggi titik berat pontoon terhadap dasarnya, ӯ=y1

6,36+A ,

dimana : A = konstanta yang nilainya = 46,16 (lihat tabel hasil pengamatan pendahuluan).6,36 = nilai perbandingan antara berat total pontoon dan beban rider.

D. Prosedur Percobaan

1. Lakukan penimbangan meliputi : berat total seluruh komponen pontoon W,berat beban guling (jockey) w, beban penyetel (rider), dan lakukan pengkuran dimensi pontoon meliputi panjang, lebar, dan tebal dinding.

2. Tentukan titik berat pontoon dan nilai konstante A dari berbagai posisi ketinggian beban rider mulai dari 150 mm , 200mm , 250mm , 300mm , 350mm , 430 mm dengan caramengikat tiang pontoon dengan benang kemudian digantungkan pada tianggantungan.

3. Isi tangki transparan dengan air sampai ± 5 cm di bawah bibir tangki.4. Apungkan pontoon dalam kondisi beban guling (jockey) berada di tempat

sentralnya (skala 0) dan ketinggian awal beban rider 150 mm.5. Geser beban guling (jockey) kearah kanan sebesar 15 mm dan catat perubahan

sudutθyang di tunjuk oleh benang unting – unting pada Form tabel 3.1. lakukan hal tersebut setiap pergeseran 15mm untuk tahap berikutnya sampai akhirnya jockeyvpada batas tepi.

6. Ulang langkah (5) untuk pergeseran beban guling (jockey) ke arah kiri.7. Ulangi langkah (4), (5) dan (6) untuk posisi ketinggian beban rider

berikutnya , yakni 200mm , 250mm , 300mm , 350mm dan 430mm.

E. Data Pengamatan Percobaan

1. Berat dan Dimensi Pontoon

- Berat Ponton W = 1.475 kg

- Berat Beban Jockey w = 0.305 kg

- Berat Beban Rider = 0.232 kg

- Panjang Pontoon L = 350 mm

- Lebar Pontoon D = 200 mm

- Tinggi Pontoon H = 73 mm

- Tebal Dinding Pontoon t = 3 mm

2. Hasil Penentuan Titik Berat Pontoon dan Nilai Konstanta A Terhadap Berbagai Posisi Rider.

KasusTinggi Beban Rider

Terhadap Dasar Pontoon y1 (mm)

Tinggi Titik Berat Pontoon

Terhadap Dasar Pontoon y (mm)

Konstanta A

Prosentase Simpangan A Terhadap A

rerata(%)

1 150 70 46.42 0.592 200 77 45.55 -1.273 250 85 45.69 -0.974 300 94 46.83 1.495 350 101 45.97 -0.376 430 114 46.39 0.54

A rerata = 46.14

Catatan : data E.1. dan E.2. di atas adalah dari hasil pengamatan.

3. Tabel 3.1 adalah nilai sudut kemiringan pontoon. θ (derajat)

Posisi Ketinggian Ridernya y1 (mm)

Posisi Beban Guling Jockey x1 (mm)

-75 -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 75150 9.4 7.5 5.75 3.7 2 0 2 3.7 5.8 7.8 9.5200 10.2 8.4 6.3 4.2 2.2 0 2.25 4.25 6.4 8.4 10.4250 11.2 9.1 6.9 4.6 2.4 0 2.3 4.75 7.1 8.6 11.25300 12.4 10.2 7.9 5.3 2.8 0 2.5 5.1 7.6 10.1 12.3350 - 11.4 8.7 5.9 3 0 2.8 5.7 8.6 11.2 -430 - - 11.1 7.8 4.1 0 3.6 7.4 10.9 - -

F. Pengolahan Data

a. Perhitungan data pengamatan pendahuluan, metode analitis :i. Gaya bouyancy , Fb= W =m.g atau Fh=γ o.Vd dalam satuan N atau

kN.

ii. Volume air yang terdesak Vd=m. gρa . g

= mρa dalam satuan m3.

iii. Tinggi bagian pontoon yang tercelup air, X = V d

I . D dalam satuan m.

iv. Letak titik tangkap gaya bouyancyterhadap permukaan air, CB = X2

dalam satuan m.

v. Jari – jari metasentrik, BM = I

V d dalam satuan mm.

vi. Momen inersia bidang air yang terhadap sb. x, Ix = ∫ x2 dx= 112

L. D3

dalam satuan m3.

b. Tabel 3.2 perhitungan tinggi metasentrik

Posisi Ketinggian Ridernya y1 (mm)

Tinggi Titik G Di Atas Permukaan Air CG (mm)

Tinggi Titik Berat Pontoon

Terhadap Dasar Pontoon

y (mm)

Konstanta A

Prosentase Simpangan A Terhadap A

rerata(%)

150 150 70 46.42 0.59200 200 77 45.55 -1.27250 250 85 45.69 -0.97300 300 94 46.83 1.49350 350 101 45.97 -0.37430 430 114 46.39 0.54

c. Perhitungan momen guling dan momen penahan guling

Y1(mm)

Penyebab guling Penahan gulingdx

(mm)M=wg.dx + wIg.dxI

+wIIg.dxII

(Nmm)

GM(mm)

(derajat)

GZ=GM tgθ

(mm)

M=Fb.GZ

(Nmm)140 0

1.53

4.56

7.5

05.74110.99615.90720.64725.299

62 01

2.13.14.15.3

01.0822.2733.3584.4445.752

015.65932.89448.58464.30383.219

180 01.53

4.56

7.5

05.50210.71115.65220.43025.113

54 01.22.43.64.76.1

01.1312.2633.3974.4405.771

016.36632.74749.15764.23783.500

254 01.53

4.56

05.23110.33015.26920.079

34 01.52.45

6.7

00.8901.4252.9753.994

012.88220.61943.04057.790

301 01.5

05.121

28 02.2

01.076

015.564

34.5

10.15715.076

4.66.7

2.2533.289

32.59647.592

355 01.53

05.02910.002

18 03.77.3

01.1642.306

016.84233.363

d. Plotting grafik hasil perhitungan data

60 70 80 90 100 110 120100

150

200

250

300

350

400

450

0 1 2 3 4 5 6 7 80

10

20

30

40

50

60

70

80

90

y1 = 140 mmy1 = 180 mmy1 = 254 mmy1 = 301 mmy1 = 355 mm

Sudut Guling ( Derajat)

G. Kesimpulan

Setelah kami melakukan praktikum tentang stabilitas pontoon kammi dapat

menyimpulkan beberapa hal, di antarnya:

1. Beban unting-unting penunjuk skala tidak berpengaruh pada pada hasil percobaan,

karena yang berpengaruh adalah sudut kemiringan terhadap posisi beban jockey.

2. Evektivitas stabilitas pontoon yang mengapung dipermukaan cairan yang lebih berat

daripada air adalah stabil.

3. Grafik variasi stabilitas pontoon terhafap letak titk berat menunjukan bahwa semakin

tinggi garis kemiringan stabilitas maka ketinggian titik berat pomton terhadap

permukaan cairan kan semakin besar.

4. Posisi metasentrik tergantung pada posisi titik berat.

5. Tinggi metasentrik berubah-ubah terhadap sudut guling.