A.A. B. Dinariyana

Jurusan Teknik Sistem PerkapalanFakultas Teknologi Kelautan ITS Surabaya

2013

A.A. B. Dinariyana

Jurusan Teknik Sistem PerkapalanFakultas Teknologi Kelautan ITS Surabaya

2013

Kapal/bangunan apung memerlukan gaya

apung (buoyancy) untuk melawan berat dari

kapal/bangunan apung itu sendiri.

Kapal juga harus memenuhi kondisi

keseimbangan statis (static equilibrium

condition) selain gaya apung oleh air.

2

Berdasarkan prinsip Archimedes, jika sebuah

benda tenggelam sebagian maupun seluruhnya,

maka benda tersebut akan kehilangan massa

sebesar massa dari fluida yang dipindahkan.

Massa jenis air tawar adalah 1000 kg per m3. Jika

sebuah benda tenggelam di air tawar, benda

tersebut akan kehilangan massa sebesar 1000 kg

tiap 1 m3 air yang dipindahkan.

3

4

Jika sebuah benda dengan volume 1 m3 denganmassa 4000 kg tenggelam di air tawar, makabenda tersebut seakan kehilangan massasebesar 1000 kg.

1 m3

5 Gaya dengan arah vertikal ke atas yang menyebabkan seakanmassa dari kotak hilang sebesar 1000 kg. Karena pada dasarnyamassa dari benda/kotak tidak berubah.

Gaya ini disebut gaya apung (force of buoyancy), dan bekerja kearah vertikal keatas melalui sebuat titik yang disebut dengan titikpusat apung (center of buoyancy).

Titik pusat gaya apung adalah titik berat volume benda yang tenggelam dibawah permukaan air.

6

Sebuah kotak memiliki massa 4000 kg dan volume 8 m3.

Jika kotak tersebut ditenggelamkan seluruhnya, total bagian yang tenggelam memindahkan air tawar sebesar 8 m3 .

Karena 8 m3 air memiliki massa 8000 kg, maka apabila kotaktersebut dilepas, seakan-akan kotak akan kehilangan massasebesar 8000 kg yang menyebabkan kotak akan muncul kepermukaan sampai kondisi setimbang dicapai. Resultan darimassa yang hilang adalah 4000 kg.

7 Sebuah kotak tenggelam setengahnya pada air tawar.

Jika massa sebesar 1000 kg diletakkan diatas deck, massa total menjadi 5000 kg. Karena buoyancy bertambah sebesar 1000 kg, maka titik B akan bergerak kebawah.

Pergerakan kebawah akan berlanjut sampai gaya apung(buoyancy) bernilai sama dengan massa dari kotak. Kondisisetimbang akan dicapai apabila kotak tersebut memindahkan air sebesar 5 m3 dengan buyancy 5000 kg.

8

W

B

G

G

B

Sebuah kapal mengapung di air pada kondisi statis.

Integrasi dari komponen yang bekerja keatas yang diakibatkan oleh gayatekan hidrostatis (hydrostatic pressures) pada permukaan kapal atauyang dikenal dengan gaya apung besarnya sama dengan berat darivolume air yang dipindahkan oleh badan kapal ().

Gaya apung ini diseimbangkan oleh gaya gravitasi dari massa kapaldengan arah yang berlawanan (arah ke bawah).

=W=

TPC pada setiap sarat kapal adalah massa yang ditambahkan atau dikeluarkan dari kapal untukmengubah sarat rata-rata kapal sebesar satusentimeter.

9

WPA = AWP

10

Sebuah kapal mengapung di air laut dengan saratyang dihitung dari garis WL.

Sebuah massa dengan berat `w' ton ditambahkansehingga sarat kapal bertambah sebesar 1 cm. Kapal berada pada sarat yang diukur dari garis W1 L1.

Karena sarat kapal bertambah 1 cm = TPC. Massa air yang dipindahkan antara garis WL dan W1

L1 = TPC

11

Sarat dari sebuah balok yang terapung

dipermukaan air dapat dihitung dengan:

12

Hitung jarak antara titik berat benda (center of gravity) dan titik pusat apung (center of buoyancy) dari sebuah balok yang memiliki lebar1,2m, tinggi , 0.6 m dan massa jenis 0.8.

13

Kapal akan memiliki sarat yang lebih besar apabilaberada pada permukaan air tawar dibandingkandengan ketika kapal berada di air laut massa jenisair tawar lebih kecil dari air laut sehingga memerlukanvolume air tawar yang lebih besar untukmenghasilkan gaya apung yang sama

Kapal juga akan mengalami trim untuk menjaga LCBdan LCG berada pada garis vertikal yang sama.

Konsep TPC dapat digunakan untuk menentukanperubahan sarat saat kapal berada di air laut ke air tawar.

14

15

tA

WP

F

B

t

Volume dari lapisan t dapat dihitung dari perbedaan displasmenkapal saat berada di air tawar dan di air laut atau denganmengalikan luasan waterplane dengan ketenggelaman (t).

Karena berat kapal tidak berubah (konstan):

tA WPSF =

F

SSFSSFF

==

== 1

AttA

F

S

WP

SWPS

F

SS

Sebuah kapal kontainer yang memiliki panjang 161 m dan lebar 23.2 m berada di pelabuhan yang memilikimassa jenis air 1,010 t/m3.

Kapal ini akan dibebani muatan sehingga ketika kapalini berlayar di air laut dengan massa jenis 1,025 t/m3 , kapal ini akan berada pada sarat 8,75 meter.

Di air laut, displasmen kapal pada sarat 8,75 m adalah19420 ton dan TPC adalah 27,62 t/cm.

Sampai dengan sarat berapakah kapal dapat dibebanisebelum berlayar di air laut.

16

Volume displasmen

Luasan waterplane

Parallel sinkage

Sarat air saat di pelabuhan 0.104 meter lebih besar dari sarat air saat di air laut, sehingga kapal dapat dibebani sampai dengansarat air:

Sarat air (T) : 8.75 + 0.104 = 8.854 m

17

3

S

m18946025.1

19420==

=

26.2694025.1

62.27100100m

TPCAS

WP =

==

m104.01010.1025.1

6.2694189461

At

F

S

WP

=

=

=

Tongkang (barge) dengan displasmen 12300 ton memiliki panjang 100 meter memiliki penampangmelintang seperti gambar di bawah.

Pada sarat berapakah tongkang tersebut jika beradapada air laut dan air tawar?

18

8 m

6 m

16 m

19

Volume displasmen di air laut

Luasan Waterplane terdiri dari prisma segitiga danpersegi empat

Sarat (T) di air laut adalah =10.5 . Parallel sinkage di air tawar:

Sarat (T) di air tawar adalah =10.5+0.1875=10.6875 m

3

S

m12000025.1

12300W==

=

12000)6t(1610061610021

=+=

m1875.011025.1

16100120001

At

F

S

WP

=

=

=

8

m

6

m

16 m

Ship Stability for Masters and Mates, Fourth

Edition, Revised, D.R. Derrett, B-H Newnes,

1990

20