KM = KB+BM ………………………………………………………………. 11
Keterangan : KB = Jarak lunas dengan titik apung m
BM = Jarak titik apung ke metacentre m
l Jarak titik apung ke metacenter BM :
……………………………………………………………….… 12 Keterangan :
I = Momen inertia ∇
= Volume displacement m
3
m Jarak titik apung ke titik metacenter longitudinal BM
L
: ………………………………………………………………. 13
Keterangan : I
L
= Inertia longitudinal ∇
= Volume displacement m
3
n Jarak metacenter longitudinal KM
L
: KM
L
= KB + BM
L
……………………………………………………………. 14 Keterangan :
KB = Jarak lunas dengan titik apung m BM
L
= Jarak titik apung ke titik metacenter secara longitudinal m 3
Pengolahan Data Tahanan Gerak Model Perahu Katir Pengolahan data menggunakan pendekatan matematis yaitu dengan
menghitung rata-rata dari nilai tahanan yang diperoleh dari 10 kali ulangan pada tiga tingkat kecepatan. Nilai rata-rata tersebut akan disajikan ke dalam
bentuk tabel dan grafik agar mudah diinterpretasikan dan dianalisis.
3.6 Analisis Data
Analisis data yang digunakan berupa deskriptif- numerik meliputi :
1 Analisis rasio dimensi utama
Analisis ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik kemampuan perahu dalam melakukan olah gerak. Rasio dimensi utama yang digunakan meliputi
perbandingan panjang dengan lebar L
PP
B, lebar dengan dalam BD, serta panjang dengan dalam L
PP
D. Nilai rasio L
PP
B dapat menunjukkan besarnya tahanan gerak yang dimiliki model perahu, nilai rasio BD dapat
menunjukkan kestabilan model perahu sedangkan nilai L
PP
D dapat menunjukkan kekuatan memanjang dari model perahu.
2 Analisis parameter hidrostatis
Dianalisis dengan metode numerik yang merupakan simulasi dari data yang diperoleh
melalui perhitungan-perhitungan
secara teoritis.
Dalam memplotkan nilai parameter hidrostatis, digunakan 3 WL yang akan
ditentukan setelah data terkumpul. Analisis ini digunakan untuk memplotkan nilai parameter hidrostatis kedalam kurva.
3 Analisis tahanan gerak
Hasil perhitungan disajikan kedalam bentuk grafik, dimana tingkat kecepatan sebagai variabel bebas dan tahanan gerak sebagai variabel tak bebasnya,
grafik tersebut dapat menjelaskan perbandingan tahanan gerak di berbagai tingkat kecepatan model perahu. Kurva hasil percobaan eksperimental
tersebut akan dibandingkan dengan kurva model simulasi metode Froude.
3.7 Uji Coba di Kolam Percobaan BDP
Model yang sudah dibuat diujicobakan di kolam percobaan BDP untuk mendapatkan nilai tahanan gerak pada tiga tingkat kecepatan. Ketiga tingkat
kecepatan tersebut diatur inverter pada dinamo penggulung untuk menarik model perahu. Nilai tahanan gerak didapat dengan membaca besarnya gaya reaksi neraca
pegas yang dikaitkan dengan katrol yang telah terhubung dengan dinamo penggulung dan haluan model perahu.
Pengambilan data tahanan gerak dan kecepatan linier model perahu dilakukan 2 orang pengamat. Panjang kolam untuk pengamatan pengambilan data
tahanan gerak dan kecepatan linier di bagi menjadi 3 bagian. Bagian pertama
berukuran panjang 5 meter dan memliki fungsi sebagai jarak tempuh awal model perahu, pada bagian ini model perahu akan mendapat kesempatan tempuh
mencapai kecepatan konstan dari posisi diam. Bagian kedua berukuran panjang 10 meter, pada bagian ini pengamat mulai menyalakan stopwatch ketika haluan
model perahu memasuki batas awal bagian ini dan menentukan waktu tempuh t ketika haluan model perahu memasuki batas akhir. Ukuran kolam bagian kedua
ini digunakan sebagai jarak tempuh model perahu S. Pada bagian ini pula pengamat lainnya mencatat besarnya tahanan gerak perahu. Ketika model perahu
memasuki bagian terakhir yang berukuran panjang 5 meter, dinamo penggulung dimatikan. Tujuannya agar model perahu tidak menabrak dinding kolam. Tabel di
bawah ini digunakan untuk pengambilan data tahanan gerak pada masing-masing tingkat kecepatan model perahu.
Tabel 1 Data tahanan gerak pada tiga tingkat kecepatan linier model perahu
Kecepatan ms
Ulangan V1
V2 V3
1 2
. .
. 10
Rata-rata Selanjutnya dari data pada Tabel 1 dilakukan pengolahan dan analisis. Data
yang diolah adalah hubungan kecepatan model perahu dengan besarnya tahanan gerak model perahu sehingga dapat diketahui persamaan regresinya, koefisen
korelasi dan juga koefesien determinasinya. Data tersebut juga akan dianalisis menggunakan metode Froude, yaitu kecepatan linier model yang berfungsi untuk
mengestimasi tahanan gesek model perahu. Setelah dapat mengestimasi besarnya tahanan gesek model perahu, maka dapat pula mentukan besarnya tahanan sisa
model perahu. Keseluruhan data pada model perahu akan digunakan untuk mengestimasi tahanan gerak pada perahu yang sebenarnya.
Beberapa rumus yang digunakan dalam metode Froude agar antara model dengan prototype sebenarnya dianggap terdapat kesamaan geometris dan
kinematis. skala panjang
skala massa jenis spesifik skala kecepatan maju
skala massa skala percepatan
faktor skala
Disini gaya gravitasi akan ambil bagian, karena gaya ini menentukan pembentukan gelombang. Dalam hal ini
g = percepatan karena gravitasi
= skala untuk percepatan karena gravitasi Jika diinginkan kesamaan dinamis maka rasio dari gaya inersia dan gaya
gravitasi yang manapun untuk model harus mempunyai harga yang sama dengan yang untuk skala penuh.
atau dan
Yang memberikan dan
Dapat ditulis ulang sebagai berikut
Atau
=
atau
= = F
n
F
n
adalah angka Froude. Dengan adanya kesamaan kesamaan geometris dan kinematis serta harga angka Foroude yang sama, maka gaya yang manapun yang
diukur pada model dapat dikonversikan ke gaya yang bersangkutan pada skala penuh memakai skala gaya :
Berdasarkan hukum kesamaan dan hasil pengamatan mengenai pola gelombang yang ditimbulkan oleh berbagai model yang bentuknya sama tetapi
ukurannya berbeda maka William Froude pada tahun 1868 menyatakan “hukum perbandingannya” sebagai berikut; “tahanan sisa berbagai kapal yang
mempunyai kesamaan geometris berada dalam rasio dari kubik ukuran liniernya jika kecepatan berada dalam rasio akar kuadrat ukuran liniernya “. Kecepatan
demikian itu disebut kecepatan yang bersangkutan. Jika tahanan sisa dianggap tidak tergantung tahanan gesek maka percobaan
model dapat dilakukan dengan cara berikut. Mengikuti hukum Froude untuk model berarti
dan masing- masing adalah kecepatan model dan kecepatan kapal dan
adalah rasio skala. Gaya gravitasi kemudian direduksi ke suatu proporsi tertentu dan gaya vislositas ke proporsi lain. Hal ini tidak menimbulkan masalah apapun
jika gaya viskositas baik untuk model maupun untuk kapal dapat dihitung kedua- duanya.
Tahanan total model diukur pada sejumlah harga kecepatan
. Tahanan ini kemudian dipisahkan ke dalam dua bagian
=
adalah tahanan gesek model dan adalah tahanan sisa model. Jika
telah dihitung maka harga tahanan sisa darat dihitung dengan
menggunakan persamaan diatas. Komponen tahanan model ini dapat dikonversi dengan mengalikan skala gaya
Jika maka tahanan sisa akan menjadi
Dengan memakai asas yang sama dengan yang dipakai untuk menghitung tahanan sisa kapal
, yaitu asas yang dipakai ketika menghitung , maka
tahanan total kapal dapat dihitung dengan
= =
=
Gambar 7 Ilustrasi pengambilan data tahanan gerak dan kecepatan linier model perahu tampak atas
Gambar 8 Ilustrasi pengambilan data tahanan gerak model pada tepi kolam tampak samping
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Desain Model Perahu
