TUGAS I : HIDRODINAMIKA GELOMBANG

1. Berapa kecepatan dan percepatan maksimum partikel air pada gelombang dengan H=1,0m, dengan periode 12 detik, kedalaman air 10 m. Berapa kecepatan partikel air 2 m di bawah air tenang dan 20 m di depan puncak gelombang? 2. Hitunglah energi gelombang yang memasuki pantai, jika diperkirakan tinggi gelombang yang acak identik dengan tinggi gelombang 1 m, dengan perioda 10 detik, untuk lebar pantai 100 m, pada kedalaman 5 m, selama 24 jam atau satu hari. Bandingkan dengan tenaga listrik yang dipakai di rumah. 3. Hitung fluks energi gelombang maksimum untuk data soal no 2. 4. Gelombang panjang menjalar dari kedalaman 100 m ke pantai dengan kemiringan dasar laut tetap sebesar 1:100 tanpa terrefraksi. Berapa lama waktu yang diperlukan oleh gelombang tersebut untuk mencapai kedalaman 5 m. 5. Mengapa gelombang yang bergerak ke kiri memiliki persamaan bentuk muka air

1. Diketahui : H = 1,0 m T = 12 dt d = 10 m x = 20 m y = -2 m Hitung kecepatan dan percepatan partikel air. Penyelesaian : Panjang gelombang pada kedalaman d = 10 m adalah : L0 = 1,56 . T 2 = 1,56 . (12)2 = 224,64 m

Dari tabel L-1 dengan interpolasi didapat :

- Kecepatan partikel pada posisi x = 20 m dan t = 0 (arah horisontal) ( )

( (

) ) (

( ) dan 2d/L =

)

Dari tabel L-1 untuk 2d/L =

, didapat :

Sehingga :

- Kecepatan partikel arah horisontal ( )

- Percepatan partikel dalam arah horisontal ( )

(

)

- Percepatan partikel dalam arah vertikal ( )

(

)

Jadi, berdasarkan hasil perhitungan diperoleh : Kecepatan arah horisontal = Kecepatan arah vertikal = Percepatan arah horisontal = Percepatan arah vertikal =

2. Diketahui : H = 1 m T = 10 dt l = 100 m d = 5m t = 24 jam air = 1,025 KN/m3 g = 9,81 m/dt2 Hitunglah energi gelombang yang memasuki pantai, dan bandingkan dengan tenaga listrik yang dipakai di rumah.

Penyelesaian : L0 = 1,56 . T2 = 1,56 . (10)2 = 156 m

Dari tabel L-1 didapat :

n = 0,9348

Energi tiap 100 meter lebar pantai adalah :

Asumsi : Pemakaian listrik untuk rumah dalam 1 hari = 1,5 KW

Berdasarkan perbandingan tersebut, diperoleh bahwa energy gelombang dapat memenuhi kebutuhan energy listrik untuk 82 rumah.

3. Hitung Fluks energi gelombang pada soal no 2. Penyelesaian :

n = 0,9348

Sehingga :

Fluks Energi :

Jadi, fluks energi adalah sebesar 767,86 KNm/dt.

4. Diketahui : d = 100 m m = 0,01 Hitung waktu yang diperlukan oleh gelombang tersebut untuk mencapai kedalaman 5 m.

Penyelesaian : Dengan kemiringan pantai (m) = 0,01, jarak dari kedalaman 100 m sampai kedalaman 5 m adalah :

-

Cepat Rambat Gelombang : Karena d berubah terhadap x, maka :

-

Diambil x = 0 (kedalaman -100 m)

*

+

Jadi, waktu yang diperlukan oleh gelombang tersebut untuk mencapai kedalaman 5 m adalah 8,2667 menit.

5. Gelombang yang bergerak ke arah kiri memiliki persamaan bentuk permukaan air . Tanda (+) pada menunjukkan bahwa gelombang bergerak ke arah x negatif,

karena rumus umum untuk gelombang yang bergerak kearah x positif adalah . Rumus untuk gelombang yang bergerak ke arah kiri tersebut biasanya merupakan refleksi gelombang.