Rabu, 28 April 2010

PENANGANAN dan PENGATURAN MUATAN

PENGATURAN MUATAN KAPAL

Angkutan laut dewasa ini berkembang sangat pesat. Kapal sebagai sarana angkutan laut memegang peranan penting dalam melancarkan transportasi laut yang aman dan selamat sampai tujuan. Jenis-jenis kapal niaga yang dibangun dewasa ini lebih cenderung kearah spesialisasi jenis muatan yang diangkut seperti misalnya kapal tanker, kapal pengangkut kayu, kapal pengangkut muatan curah, kapal pengangkut peti kemas dan lain sebagainya.

Bila ditinjau dari sudut pengoperasiannya, kapal secara umum dapat dibedakan antara “ LINER “ adalah kapal yang dalam pelayarannya waktu mapun tujuannya adalah tetap antara pelabuhan satu ke pelabuhan lainnya, kemudian yang disebut dengan “ TRAMP “ adalah kapal yang menjalani route pelayarannya tidak tetap, biasanya kapal- kapal yang dioperasikan dalam bentuk “ CHARTER “

Disamping itu kapal-kapal diklasifikasikan pula menurut jarak pelayarannya atau daerah pelayarannya yaitu :
- Pelayaran Lokal
- Pelayaran Nusantara
- Pelayaran Khusus, dalam negeri dan Luar Negeri
- Pelayaran Samudera
- Pelayaran Rakyat

Perusahaan Pelayaran memegang andil yang cukup penting dalam memperlancar dan memajukan arus barang perdagangan dalam dan luar negeri dengan memperlancar arus barang/muatan dari daerah produksi ke daerah konsumen.

Untuk mengelolanya dengan baik tidak saja diperlukan pengetahuan mengenai pengoperasian kapal sebagai alat untuk menyediakan transportasi, tetapi diperlukan pula pengetahuan yang cukup mengenai manajemen pelayaran, Aturan-aturan dan ketentuan-ketentuan hukum yang terkait dengan pelayaran dan perkapalan serta pengetahuan mengenai transportasi laut itu sendiri.

Salah satu tugas dan tanggung jawab yang berat dari pengangkut (carier) adalah pengangkutan muatan dengan baik dan selamat yang terkait dengan kegiatan peranginan muatan, memuat, memelihara muatan serta membongkarnya di tempat tujuan.

Kapal Penumpang ( Passangers Ship )


Kapal penumpang adalah kapal yang dirancang khusus untuk mengangkut penumpang. Kapal penumpang umumnya mempunyai bentuk konstruksi badan yang lebih besar dari pada kapal tangki atau kapal barang dengan bobot mati yang sama menurut jumlah bangunan atasnya.
Kebanyakan kapal-kapal penumpang dilengkapi dengan pengimbang ( stabilizer ) yang digunakan untuk memperkecil pengaruh gerakan oleng kapal pada cuaca buruk dan BOW Thruster di haluan digunakan membantu olah gerak sewaktu merapat ke dermaga.


Keterangan gambar :

A. OBSERVATION K. ENGINE ROOM B. SUN DECK L. SEWAGE
C. BRIDGE M. FUEL D. LOUNGE DECK N. FUEL
( Contents Most of The Ambinities & Luxury O. FUEL
Suites ) P. FRESH WATER E. CABINS Q. FRESH WATER F. SHOPS & DINING ROOMS R. BOW THRUSTER G. CABINS
H. FUEL
J. FRESH WATER

Kapal Barang ( Freighter )
Kapal barang ialah kapal yang digunakan untuk mengangkut muatan, sebagai usaha penjualan jasa perusahaan pelayaran. Kapal barang dibagi atas kapal barang umum ( General Cargo Ship ) atau kapal barang curah ( Bulk Carrier ).

Kapal barang umum yang merupakan jenis yang terbanyak dari kapal- kapal niaga. Sehubungan dengan heterogen jenis muatan maka pada umumnya kapal niaga dibagi banyak palka. Dengan bermacam-macam produk muatan akan menimbulkan masalah dalam metode pengangkutan muatan, variasi muatan ini kemudian membuat perusahaan pelayaran berusaha untuk mempertinggi pendayagunaan ruangan /palka ataupun waktu dalam pengoperasiannya.

Dalam mengimbangi hal-hal tersebut maka timbulah jenis-jenis kapal- kapal baru seperti kapal pengangkut barang berat ( heavy lifter ship ), kapal peti kemas ( Container ship ), Kapal Ro-Ro ( Roll on Roll of Ship ), kapal kombinasi, dan lain sebagainya.

Kapal jenis muatan curah seringkali diberi nama khusus menurut muatannya yang diangkutnya seperti kapal biji besi ( Ore Carrier ), kapal pengangkut gandum ( grain carrier ) dan lain sebagainya.


Keterangan gambar :

A. CAPTAIN & PASSANGERS B. OFFICERS ACCOMODATION C. CREW’S ACCOMODATION D. REF. MACHINE
E. ENGINE ROOM F. STORE
G. BOSUN’S STORE H. FORE PEAK TANK I,J,K,L. DERRICKS M. STEERING GEAR
O. NATIONAL FLAG P. PROPELLER SHAFT



Keterangan gambar :


A. WHEEL HOUSE G. UPPER DEEP TANK
B. ACCOMODATTION : 10 OFFICERS, H. UPPER FORE PEAK TANK, IF GENERAL PURPOSE J. LOWER DEEP TANK
C. ENGINE ROOM K. LOWERFOREPEAK TANK
( 30.000 HP , 26 KTS ) L. DEEP TANK D. LASHING STORE M/N. PASSAGE
E. STORE 0. UPPER WING TANK BALLAST F. STORE P. LOWER WING TANK FUEL OIL






kapal tanker
Keterangan gambar :

A. ENGINE ROOM F. CLEAN BALLAST B. SFT. PEAK G.1. PORT WING TANK
C. COFFERDAM G.2. STARBOARD WING TANK
D. SLOP TANK H. TWO MAIN TURBINE PUDIPS, E. COFFERDAM EACH CAPABLE OF 7.000
T/HOUR
J. STRIPPLING PUMP




Keterangan gambar :

A. BRIDGE D. 16 T. CRANES B. 6000 HP, 15,5 KTS E. WING TANK
C. FORE PEAK F. DOUBLE BOTTOM TANK

PERALATAN BONGKAR MUAT ( Cargo gear )

Peralatan bongkar muat yang ditemukan di kapal dewasa ini cukup banyak jenisnya. Berikut ini akan dijelaskan beberapa jenis yang sangat umum ditemukan di kapal.

Batang Pemuat

Alat bongkar muat yang paling sederhana ialah terdiri dari sebuah pipa panjang yang pangkalnya dihubungkan ke tiang kapal. Untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini.


1. Tiang Kapal Utama ( Main Mast ) 9. Block Bawah (Hell block)
2. Batang Pemuat ( Derrick Boom ) 10. Takal Giuk
3. Tiang Kapal Atas 11. Giuk ( Guy )
4. Dulang ( Palang ) 12. Kait Muat ( Cargo Hook )
5. Pengayut ( Topping Lift ) 13. Pangsi ( Derek Muat )
6. Kerek Muat ( Cargo Block )
7. Tali Muat ( Cargo Runner )
8. Rantai Penganyut/Tali Penganyut

Biasanya kalau kapal berlayar, batang pemuat terletak horisontal dengan ujung batang pemuat terletak pada sebuah tiang atau pada kubu yang disebut dulang-dulang batang pemuat ( Boom cradle ) (lihat gambar dibawah ini).


Penyimpangan batang pemuat saat kapal berlayar.


Gambar berikut dibawah ini adalah cara menggunakan batang pemuat, pertama ganco dikaitkan ke muatan A dengan pertolongan sling C. Kemudian tali muat dihebob dengan pangsi C sampai muatan melewati ambang palka D. Selanjutnya gae E dihebob, sampai muatan melewati lambung F. Seterusnya area tali muat sampai muatan mencapai dermaga. Demikian pula sebaliknya.

Cara menggunakan batang pemuat.


Batang pemuat ganda.


Keterangan gambar :

1. Tiang Utama 14.Penjamin (Preventer guy)
2. Tiang Atas 15. Lempeng Segitiga
3. Palang ( Dulang ) ( Monkey face)
4. Laberang ( borg = shrouds ) 16. Kait Muat (Cargo hook)
5. Rumah Geladak ( Deck House ) 17. Bolder ( Hitts )
6. Batang Pemust ( Boom ) 18. Ambang Palka (Hatgh
7. Penganyut ( Topping Lift ) Coaming )
8. Guy Tengah ( Middle guy ) 19. Lobang Palka
9. Roll Penganyut ( Topping Lift Roller ) 20. Kerek guy tengah
10. Terbut ( Lumnel ) 21. Kerek Penganyut
11. Tali Muat ( Cargo Runner ) 22. Kerek Penganyut bawah
12. Pangsi ( Derek Muat ) 23. Kerek Muat bawah
13. Guy Phurchase 24. Mata di Deck
25. Guy
26. Pagar / Kubu

OLAH GERAK KAPAL

Faktor Yang Mempengaruhi Olah Gerak Kapal


Kemampuan Olah Gerak kapal akan dipengaruhi oleh faktor dari dalam dan faktor dari luar. Terlebih dulu di bab ini akan di uraikan tentang Faktor Luar, yang berkaitan dengan keadaan laut dan perairan dimana kapal berada, kemudian faktor dari faktor tetap dan tidak tetap.

Untuk mengetahui kemampuan olah gerak (Maneovering Ability) maka harus dipahami terlebih dahulu tentang faktor apa saja yang mempengaruhinya. Pada Maneovering Trials Suatu kapal, dibuat data - data tentang karakter olah geraknya pada macam - macam situasi pemuatannya. Misalnya pada saat kapal kosong, penuh atau sebagian terisi muatan antara lain data tentang Turning Circle, Zigzag Manoevoring, Crash Stop dll.

  • Manoeuvering Characteristic kapal, adakalanya dipasang di anjungan berbentuk gambar, sehingga memudahkan sewaktu - waktu diperlukan, misalnya oleh pandu sebelum olah geraknya maupun para perwiranya.
  • Pengaruh keadaan laut dan perairan ikut menunjang keberhasilan olah gerak, walaupun kadang - kadang diperlukan bantuan kapal pandu jika kapal sulit untuk melakukan sendiri.
  • Faktor manusia, olah gerak sangat menarik untuk di pelajari, oleh karena itu pengaruh manusia sangan menunjang.

Dalam hal ini olah gerak memerlukan pengalaman dan pengetahuan teori yang memadai. Seperti banyak terjadi pada beberapa kecelakaan kapal yang terjadi, banyak di sebabkan oleh faktor Cuaca dan Peralatan yang kurang memadai serta manusianya.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

  1. Faktor dari Luar : Disini dimaksudkan sebagai faktor yang datangnya dari luar kapal, mencangkup dua hal penting yaitu keadaan laut dan keadaan perairan. Hal ini perlu dipehami mengingat keterbatasan kemampuan kapal menghadapi cuaca dan perairan maupun laut yang berbeda - beda, serta gerakan kapal di air juga memerlukan ruang gerak yang cukup.
  • Keadaan Laut .

Pengaruh Angin : Angin sangat mempengaruhi olah gerak, terutama di tempat - tempat yang sempit dan sulit dalam keadaan kapal yang kosong, walauoun pada situasi tertentu angin dapat di pergunakan untuk mempercepat olah gerak kapal.

  • Pengaruh Laut .

Dibedakan menjadi 3 yaitu, Jika kapal mendapat ombak

1). Ombak dari DEPAN

Karena satabilitas kapal mengasilkan GML yang cukup besar, maka pada waktu mengangguk, umumnya kapal cenderung mengangguk lebih cepat dari pada periode mengoleng. Bila ombak dari depan dan kapal mempunyai kecepatan konstan maka T kapal lebih besar T ombak.

2). Ombak dari BELAKANG

kapal menjadi sulit dikemudikan, haluan merewang bagi kapal yang dilengkapi kemudi Otomatis, penyimpangan kemudi yang besar dapat merusak sistemnya. Dan kemudi rusak atas hantaman ombak.

3). Ombak dari BAWAH

kapal akan mengoleng, pada kemiringan kapal yang besar dapat membahayakan stabilitas kapal. Olengan ini makin membesar, jika terjadi Sinkronisasi antara periode olengan kapal dengan periode olengan semu, kemungkinan kapal terbalik dan tenggelam.

PERIODE OLENGAN KAPAL adalah lamanya olengan yang dijalani kapal, dihitung dari posisi tegak, olengan terbesar kiri / kanan , kembali tegak, olengan terbesar di sisi kanan / kiri dan kembali keposisi tegak.

PERIODE GELOMBANG SEMU adalah waktu yang diperlukan untuk menjalani satu kali panjang gelombang, dari puncak gelombang ke puncak gelombang berikut.

Pada kapal berlayardalam ombak, sebaiknya kecepatan kapal dikurangi, haluan dibuat sedemikian rupa sehingga ombak datang dari arah diantara haluan dan arah melintang kapal. Secara khusus olah gerak kapal menghadapi Cuaca buruk.

  • Pengaruh Arus .

Arus adalah gerakan air dengan arah dan kecepatan tertentu, menuju kesuatau tempat tertentu pula. Dikenal arus tetap dan arus tidak tetap, arah arus ditentukan "KE" dan angin "DARI" misalnya arus Timur bebrarti arus "ke" Timur.

Rimban yang disebkan oleh arus tergantung dari arah dan kekuatan arus dengan arah dan kecepatan kapal. Semua benda yang terapung dipermukaan arus dan didalmnya, praktis akan bergerak dengan arah dan kekuatan arus tersebut.

Diperairan bebas umumnya arus akan menganyutkan kapal, sedangkan diperairan sempit atau tempat - tempat tertentu arus akan memutar kapal. Pengaruh arus terhadap olah gerak kapal sama sedangan pengaruh angin.

  • Keadaan Perairan .

Pengaruh perairan dangkal dan sempit :

Pengertian dangkal dan sempit disini sangat relatif sifatnya, tergantung dalam dan lebarnya perairan dengan sarat dan lebar kapal itu.

Pada perairan sempit, jika lunas kapal berada terlalu dekat dengan dasar perairan maka akan terjadi ombak haluan / buritan serta penurunan permukaan air diantara haluan dan buritan di sisi kiri / kanan kapal serta arus bolak - balik. Hal ini disebabkan karena pada waktu baling - baling bawah bergerak ke atas terjadi pengisapan air yang membuat lunas kapal mendekati dasar perairan, terutama jika kapal berlayar dengan kecepatan tinggi, maka kapal akan terasa menyentak - nyentak dan dapat menyebabkan kemungkinan menyentuh dasar perairan. Gejala penurunan tekanan antara dasar laut dengan lunas kapal berbanding terbalik dengan dengan kwadrat kecepatannya.

DINAS JAGA dan P2TL

Tugas Dan Tanggung Jawab Mualim



Tanggung jawab seorang mualim / nakhoda di atas kapal

Tugas jaga di laut adalah pengaturan dinas jaga laut di kapal dilaksanakan sebagai berikut :

  • Jam 00.00 - 04.00 Jaga larut malam (Dog Watch) -Mualim II

  • Jam 04.00 - 08.00 Jaga dini hari (Morning Watch) -Mualaim I dan IV

  • Jam 08.00 - 12.00 Jam jaga pagi hari (Forenoon Watch) -Mualim III

  • Jam 12.00 - 16.00 Jam jaga siang hari (Afternoon Watch) -Mualim II

  • Jam 16.00 - 20.00 Jam jaga sore hari (Evening Watch) -Mualim I dan IV

  • Jam 20.00 - 24.00 Jam jaga malam hari (Night Watch) -Mualim III
Kecuali diatur oleh Nakhoda, maka penjagaan biasanya dilakukan seperti tertera pada daftar di atas. Pertukaran jaga dilakukan dengan menyerah terimakan jaga dari perwira jaga lama kepada penggantinya. Perwira jaga baru akan di bangunkan 1/2 jam sebelumnya. Setelah berada di anjungan harus melihat haluan kapal, lampu suar perintah Nakhoda, membiasakan diri dengan situasi yang ada. Mualaim yang diganti dengan menyerahkan jam jaganya dengan memberikan informasi yang diperlukan seperti posisi akhir, Cuaca, kapal lain dan hal - hal lain yang dipandang perlu.

Sebagai Catatan, Mualim jaga setelah selesai jaganya harus meronda kapal, terutama pada malam hari misalnya pemeriksaan peranginan palka, kran - kran air, cerobong asap, lashingan muatan dan lain - lain.


TUGAS MUALIM JAGA DI LAUT

  1. Memeriksa posisi kapal, Kesalahan Kompas, haluan yang di kemudikan dan semua peralatan navigasi di anjungan.
  2. Memeriksa keadaan keliling, perairan, benda - benda navigasi, kapal dan lain - lain
  3. Membawa kapal dengan selamat sesuai dengan peraturan nasional maupun internasional dalam penyimpangan.
  4. Memangamati dengan baik dengan panca Indra keseluruhan kapal dan sekitarnya serta bertindak yang sesuai.
  5. Melaporkan kepada Nakhoda jika terjadi situasi meragukan.

TUGAS DAN TANGGUNG JAWAB MUALIM JAGA

  1. Menjaga keamanan dan keselamatan kapal, penumpang, muatan antara lain : menentukan posisi kapal secara rutin, melashing muatan dan lain - lain.
  2. Menjalankan perintah Nakhoda antara lain : tidak dikenankan meninggalkan anjungan tanpa diganti mualim yang lain atau Nakhoda, pada lazimnya Nakhoda telah membuat " Standing Orders" yang harus dilaksanakan oleh semua mualim.
  3. Menjalankan peraturan pada saat itu antara lain : melakukan tindakan berjaga - jaga yang baik sesuai aturan - aturan yang ada di dalam P2TL dan lain - lain.
  4. Berko'ordinasi dengan perwira jaga mesin (masinis jaga).
  5. Dalam situasi darurat harus memberitahukan kepada Nakhoda.

Selasa, 20 April 2010

ILMU PELAYARAN ASTRONOMI

Paralaks

Paralaks, atau lebih tepatnya paralaks gerak adalah perubahan kedudukan sudut dari dua titik diam, relatif satu sama lain, sebagaimana yang diamati oleh seorang pengamat yang bergerak. Secara sederhana, paralaks merupakan pergeseran yang tampak dari suatu obyek (titik 1) terhadap latar belakang (titik 2) yang disebabkan oleh perubahan posisi pengamat.

Gambar 1: contoh sederhana dari paralaks
Paralaks sering didefinisikan sebagai "pergerakan yang tampak" dari sebuah obyek terhadap latar belakang yang jauh akibat pergeseran perspektif sebagaimana dapat dilihat pada gambar 1. Ketika dilihat dari titik pandang A, obyek tampak berada di depan kotak biru. Ketika titik pandang diubah ke titik pandang B, obyek tampak bergerak ke depan kotak merah. Fenomena ini biasa dimanfaatkan dalam astronomi untuk menentukan jarak benda-benda langit.
Paralaks dan penentuan jarak
Metode penentuan jarak obyek-obyek langit pada dasarnya adalah kasus khusus dari triangulasi, dimana kita dapat menentukan panjang dua sisi sebuah segitiga, jika salah satu sisi dan sudutnya diketahui. Untuk kasus penentuan jarak dengan metode paralaks, segitiga yang dibentuk oleh dua titik posisi pengamat dan obyek langit adalah segitiga yang sangat lancip. Posisi dua titik pengamatan merupakan alas segitiga tersebut dan biasanya ditentukan dengan menggunakan ukuran-ukuran bumi seperti diameter Bumi dan jari-jari orbit Bumi mengelilingi Matahari. Sudut segitiga dapat ditentukan dengan mengukur sudut "pergeseran yang tampak" pada bola langit dari dua titik pengamatan tadi.
Kesalahan paralaks pada fotografi
Pada fotografi dikenal istilah kesalahan paralaks, yaitu sebuah kesalahan pendekatan paraksial yang dilakukan pada pergeseran sudut pandang.
Fotografi mengenal dua jenis kesalahan paralaks:
Paralaks penyambungan (stacking parallax, panoramic parallax), yaitu tidak tersambungnya garis-garis pada foreground, midground dan background dari beberapa foto yang akan disambung untuk membentuk sebuah citra panorama.
Paralaks sudut pandang, yaitu paralaks yang sering dijumpai pada kamera refleks lensa ganda atau kamera TLR saat digunakan untuk mengambil foto pada jarak yang sangat dekat. Foto yang dihasilkan akan mempunyai sudut pandang yang berbeda dengan sudut pandang yang dilihat oleh fotografer pada Jendela Bidik.

Senin, 19 April 2010

FISIKA

Mekanika fluida
Efek Bernoulli dalam mekanika fluida

Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum yang mempelajari (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak.
Hubungan dengan mekanika kontinum.
Mekanika fluida biasanya dianggap subdisiplin dari mekanika kontinum, seperti yang diilustrasikan pada tabel berikut.
Mekanika kontinum: studi fisika dari material kontinu
Mekanika solid: studi fisika dari material kontinu dengan bentuk tertentu.
Elastisitas: menjelaskan material yang kembali ke bentuk awal setelah diberi tegangan.
Plastisitas: menjelaskan material yang secara permanen terdeformasi setelah diberi tegangan dengan besar tertentu.
Reologi: studi material yang memiliki karakteristik solid dan fluida.
Mekanika fluida: studi fisika dari material kontinu yang bentuknya mengikuti bentuk wadahnya.
Fluida non-Newtonian
Fluida Newtonian
Dalam pandangan secara mekanis, sebuah fluida adalah suatu substansi yang tidak mampu menahan tekanan tangensial. Hal ini menyebabkan fluida pada keadaan diamnya berbentuk mengikuti bentuk wadahnya.
Hipotesis kontinum, yang dijelaskan di bagian selanjutnya.
Kadang, akan lebih bermanfaat (dan realistis) bila diasumsikan suatu fluida bersifat inkompresibel. Maksudnya adalah densitas dari fluida tidak berubah ketika diberi tekanan. Cairan terkadang dapat dimodelkan sebagai fluida inkompresibel sementara semua gas tidak bisa.
Selain itu, terkadang viskositas dari suatu fluida dapat diasumsikan bernilai nol (fluida tidak viskos). Terkadang gas juga dapat diasumsikan bersifat tidak viskos. Jika suatu fluida bersifat viskos dan alirannya ditampung dalam suatu cara (seperti dalam pipa), maka aliran pada batas sistemnya mempunyai kecepatan nol. Untuk fluida yang viskos, jika batas sistemnya tidak berpori, maka gaya geser antara fluida dengan batas sistem akan memberikan resultan kecepatan nol pada batas fluida.


Hipotesis kontinum
Fluida disusun oleh molekul-molekul yang bertabrakan satu sama lain. Namun demikian, asumsi kontinum menganggap fluida bersifat kontinu. Dengan kata lain, properti seperti densitas, tekanan, temperatur, dan kecepatan dianggap terdefinisi pada titik-titik yang sangat kecil yang mendefinisikan REV (‘’Reference Element of Volume’’) pada orde geometris jarak antara molekul-molekul yang berlawanan di fluida. Properti tiap titik diasumsikan berbeda dan dirata-ratakan dalam REV. Dengan cara ini, kenyataan bahwa fluida terdiri dari molekul diskrit diabaikan.
Hipotesis kontinum pada dasarnya hanyalah pendekatan. Sebagai akibatnya, asumsi hipotesis kontinum dapat memberikan hasil dengan tingkat akurasi yang tidak diinginkan. Namun demikian, bila kondisi benar, hipotesis kontinum menghasilkan hasil yang sangat akurat.
Masalah akurasi ini biasa dipecahkan menggunakan mekanika statistik. Untuk menentukan perlu menggunakan dinamika fluida konvensial atau mekanika statistik, angka Knudsen permasalahan harus dievaluasi. Angka Knudsen didefinisikan sebagai rasio dari rata-rata panjang jalur bebas molekular terhadap suatu skala panjang fisik representatif tertentu. Skala panjang ini dapat berupa radius suatu benda dalam suatu fluida. Secara sederhana, angka Knudsen adalah berapa kali panjang diameter suatu partikel akan bergerak sebelum menabrak partikel lain.



Persamaan Navier-Stokes
Persamaan Navier-Stokes (dinamakan dari Claude-Louis Navier dan George Gabriel Stokes) adalah serangkaian persamaan yang menjelaskan pergerakan dari suatu fluida seperti cairan dan gas. Persamaan-persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum (percepatan) partikel-partikel fluida bergantung hanya kepada gaya viskos internal (mirip dengan gaya friksi) dan gaya viskos tekanan eksternal yang bekerja pada fluida. Oleh karena itu, persamaan Navier-Stokes menjelaskan kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada fluida.
Persamaan Navier-Stokes memiliki bentuk persamaan diferensial yang menerangkan pergerakan dari suatu fluida. Persaman seperti ini menggambarkan hubungan laju perubahan suatu variabel terhadap variabel lain. Sebagai contoh, persamaan Navier-Stokes untuk suatu fluida ideal dengan viskositas bernilai nol akan menghasilkan hubungan yang proposional antara percepatan (laju perubahan kecepatan) dan derivatif tekanan internal.
Untuk mendapatkan hasil dari suatu permasalahan fisika menggunakan persamaan Navier-Stokes, perlu digunakan ilmu kalkulus. Secara praktis, hanya kasus-kasus aliran sederhana yang dapat dipecahkan dengan cara ini. Kasus-kasus ini biasanya melibatkan aliran non-turbulen dan tunak (aliran yang tidak berubah terhadap waktu) yang memiliki nilai bilangan Reynold kecil.
Untuk kasus-kasus yang kompleks, seperti sistem udara global seperti El Niño atau daya angkat udara pada sayap, penyelesaian persamaan Navier-Stokes hingga saat ini hanya mampu diperoleh dengan bantuan komputer. Kasus-kasus mekanika fluida yang membutuhkan penyelesaian berbantuan komputer dipelajari dalam bidang ilmu tersendiri yaitu mekanika.


Bentuk umum persamaan
Bentuk umum persamaan Navier-Stokes untuk kekekalan momentum adalah :
ρ adalah densitas fluida,
adalah derivatif substantif (dikenal juga dengan istilah derivatif dari material)
adalah vektor kecepatan,
f adalah vektor gaya benda, dan
adalah tensor yang menyatakan gaya-gaya permukaan yang bekerja pada partikel fluida.
adalah tensor yang simetris kecuali bila fluida tersusun dari derajat kebebasan yang berputar seperti vorteks. Secara umum, (dalam tiga dimensi) memiliki bentuk persamaan:
σ adalah tegangan normal, dan
τ adalah tegangan tangensial (tegangan geser).
Persamaan di atas sebenarnya merupakan sekumpulan tiga persamaan, satu persamaan untuk tiap dimensi. Dengan persamaan ini saja, masih belum memadai untuk menghasilkan hasil penyelesaian masalah. Persamaan yang dapat diselesaikan diperoleh dengan menambahkan persamaan kekekalan massa dan batas-batas kondisi ke dalam persamaan di atas.


Fluida Newtonian vs. non-Newtonian
Sebuah Fluida Newtonian (dinamakan dari Isaac Newton) didefinisikan sebagai fluida yang tegangan gesernya berbanding lurus secara linier dengan gradien kecepatan pada arah arah tegak lurus dengan bidang geser. Definisi ini memiliki arti bahwa fluida newtonian akan mengalir terus tanpa dipengaruhi gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Sebagai contoh, air adalah fluida Newtonian karena air memiliki properti fluida sekalipun pada keadaan diaduk.
Sebaliknya, bila fluida non-Newtonian diaduk, akan tersisa suatu "lubang". Lubang ini akan terisi seiring dengan berjalannya waktu. Sifat seperti ini dapat teramati pada material-material seperti puding. Peristiwa lain yang terjadi saat fluida non-Newtonian diaduk adalah penurunan viskositas yang menyebabkan fluida tampak "lebih tipis" (dapat dilihat pada cat). Ada banyak tipe fluida non-Newtonian yang kesemuanya memiliki properti tertentu yang berubah pada keadaan tertentu.


Persamaan pada fluida Newtonian
Konstanta yang menghubungkan tegangan geser dan gradien kecepatan secara linier dikenal dengan istilah viskositas. Persamaan yang menggambarkan perlakuan fluida Newtonian adalah:
τ adalah tegangan geser yang dihasilkan oleh fluida
μ adalah viskositas fluida-sebuah konstanta proporsionalitas
adalah gradien kecepatan yang tegak lurus dengan arah geseran
Viskositas pada fluida Newtonian secara definisi hanya bergantung pada temperatur dan tekanan dan tidak bergantung pada gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Jika fluida bersifat inkompresibel dan viskositas bernilai tetap di seluruh bagian fluida, persamaan yang menggambarkan tegangan geser (dalam koordinat kartesian) adalah :
τij adalah tegangan geser pada bidang ith dengan arah jth
vi adalah kecepatan pada arah ith
xj adalah koordinat berarah jth
Jika suatu fluida tidak memenuhi hubungan ini, fluida ini disebut fluida non-Newtonian

Jumat, 02 April 2010

TRIGONOMETRI

Sinus dalam matematika adalah perbandingan sisi segitga yang ada di depan sudut dengan sisi miring (dengan catatan bahwa segitiga itu adalah segitiga siku-siku atau salah satu sudut segitiga itu 90o). Perhatikan segitiga di kanan; berdasarkan definisi sinus di atas maka nilai sinus adalah

 \sin A = {\mbox{a} \over \mbox{c}} \qquad \sin B = {\mbox{b} \over \mbox{c}}

Nilai sinus positif di kuadran I dan II dan negatif di kuadran III dan IV.

Nilai sinus sudut istimewa

\sin 0^o = 0\,

\sin 15^o = \frac {\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}\,

\sin 30^o = \frac{1}{2}\,

\sin 37^o = \frac{3}{5}\,

\sin 45^o = \frac {\sqrt{2}}{2}\,

\sin 53^o = \frac{4}{5}\,

\sin 60^o = \frac {\sqrt{3}}{2}\,

\sin 75^o = \frac {\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}\,

\sin 90^o = 1\,

Kosinus atau cosinus (simbol: cos) dalam matematika adalah perbandingan sisi segitiga yang terletak di sudut dengan sisi miring (dengan catatan bahwa segitiga itu adalah segitiga siku-siku atau salah satu sudut segitiga itu 90o). Perhatikan segitiga di kanan. Berdasarkan definisi kosinus di atas maka nilai kosinus adalah

 \cos A = {\mbox{b} \over \mbox{c}} \qquad \cos B = {\mbox{a} \over \mbox{c}}

Nilai kosinus positif di kuadran I dan IV dan negatif di kuadran II dan III.

Nilai cosinus sudut istimewa

\cos 0^o = 1\,

\cos 15^o = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}\,

\cos 30^o = \frac{\sqrt{3}}{2}\,

\cos 37^o = \frac{4}{5}\,

\cos 45^o = \frac {\sqrt{2}}{2}\,

\cos 53^o = \frac{3}{5}\,

\cos 60^o = \frac {1}{2}\,

\cos 75^o = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}\,

\cos 90^o = 0\,



Nilai Tangen Sudut Istimewa

\tan 0^o = 0\,

\tan 15^o = 2 - \sqrt {3},

\tan 30^o = \frac{\sqrt {3}}{3}\,

\tan 37^o = \frac{3}{4}\,

\tan 45^o = 1\,

\tan 53^o = \frac{4}{3}\,

\tan 60^o = \sqrt{3}\,

\tan 75^o = 2 + \sqrt {3},

\tan 90^o = \infty\,

Hubungan fungsi trigonometri

\sin^2 A + \cos^2 A = 1 \,
1 + \tan^2 A = \frac{1}{\cos^2 A} = \sec^2 A\,
1 + \cot^2 A = \csc^2 A \,
\tan A = \frac{\sin A}{\cos A}\,

Penjumlahan

\sin (A + B) = \sin A \cos B + \cos A \sin B \,
\sin (A - B) = \sin A \cos B - \cos A \sin B \,
\cos (A + B) = \cos A \cos B - \sin A \sin B \,
\cos (A - B) = \cos A \cos B + \sin A \sin B \,
\tan (A + B) = \frac{\tan A + \tan B}{1 - \tan A \tan B} \,
\tan (A - B) = \frac{\tan A - \tan B}{1 + \tan A \tan B} \,

Rumus sudut rangkap dua

\sin 2A = 2 \sin A \cos A \,
\cos 2A = \cos^2 A - \sin^2 A = 2 \cos^2 A -1 = 1-2 \sin^2 A \,
\tan 2A = {2 \tan A \over 1 - \tan^2 A} = {2 \cot A \over \cot^2 A - 1} = {2 \over \cot A - \tan A} \,

Rumus sudut rangkap tiga

\sin 3A = 3 \sin A - 4 \sin^3 A \,
\cos 3A = 4 \cos^3 A - 3 \cos A \,

Rumus setengah sudut

\sin \frac{A}{2} = \pm \sqrt{\frac{1-\cos A}{2}} \,
\cos \frac{A}{2} = \pm \sqrt{\frac{1+\cos A}{2}} \,
\tan \frac{A}{2} = \pm \sqrt{\frac{1-\cos A}{1+\cos A}} = \frac {\sin A}{1+\cos A} = \frac {1-\cos A}{\sin A} \,