Modul Stabilitas r5f3p

POKOK BAHASAN I PENGANTAR STABILITAS 1.1 Pengertian Stabilitas Stabilitas adalah keseimbangan dari kapal, merupakan sifat atau kecenderungan dari sebuah kapal untuk kembali kepada kedudukan semula setelah mendapat senget (kemiringan) yang disebabkan oleh gaya-gaya dari luar (Rubianto, 1996). Sama dengan pendapat Wakidjo (1972), bahwa stabilitas merupakan kemampuan sebuah kapal untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget oleh karena kapal mendapatkan pengaruh luar, misalnya angin, ombak dan sebagainya. Secara umum hal-hal yang mempengaruhi keseimbangan kapal dapat dikelompokkan kedalam dua kelompok besar yaitu : (a). Faktor internal yaitu tata letak barang/cargo, bentuk ukuran kapal, kebocoran karena kandas atau tubrukan (b). Faktor eksternal yaitu berupa angin, ombak, arus dan badai 1.2 Jenis Stabilitas Dilihat dari sifatnya, stabilitas atau keseimbangan kapal dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu satbilitas statis dan stabilitas dinamis. 1. Stabilitas statis diperuntukkan bagi kapal dalam keadaan diam dan terdiri dari stabilitas melintang dan membujur. Stabilitas melintang adalah kemampuan kapal untuk tegak sewaktu mengalami senget dalam arah melintang yang disebabkan oleh adanya pengaruh luar yang bekerja padanya. Stabilitas membujur adalah kemampuan kapal untuk kembali ke kedudukan semula setelah mengalami senget dalam arah yang membujur oleh adanya pengaruh luar yang bekerja padanya. Stabilitas melintang kapal dapat dibagi menjadi sudut senget kecil (00-150) dan sudut senget besar (>15 0). Akan tetapi untuk stabilitas awal pada umumnya diperhitungkan hanya hingga 150 dan pada pembahasan stabilitas melintang saja. 2. Stabilitas dinamis diperuntukkan bagi kapal-kapal yang sedang oleng atau mengangguk ataupun saat menyenget besar. Pada umumnya kapal hanya menyenget kecil saja. Jadi senget yang besar, misalnya melebihi 20 0 bukanlah hal yang biasa

dialami. Senget-senget besar ini disebabkan oleh beberapa keadaan umpamanya badai atau oleng besar ataupun gaya dari dalam antara lain GM yang negative. Dalam teori stabilitas dikenal juga istilah stabilitas awal yaitu stabilitas kapal pada senget kecil (antara 00–150). Stabilitas awal ditentukan oleh 3 buah titik yaitu titik berat (Center of gravity) atau biasa disebut titik G, titik apung (Center of buoyance) atau titik B dan titik meta sentris (Metacentris) atau titik M. Macam-macam Keadaan Stabilitas Pada prinsipnya keadaan stabilitas ada tiga yaitu Stabilitas Positif (stable equilibrium), stabilitas Netral (Neutral equilibrium) dan stabilitas Negatif (Unstable equilibrium). (a). Stabilitas Positif (Stable Equlibrium) Suatu kedaan dimana titik M-nya berada di atas titik G, sehingga sebuah kapal yang memiliki stabilitas mantap sewaktu menyenget mesti memiliki kemampuan untuk menegak kembali. (b). Stabilitas Netral (Neutral Equilibrium) Suatu keadaan stabilitas dimana titik G-nya berhimpit dengan titik M. maka momen penegak kapal yang memiliki stabilitas netral sama dengan nol, atau bahkan tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali sewaktu menyenget. Dengan kata lain bila kapal senget tidak ada MP maupun momen penerus sehingga kapal tetap miring pada sudut senget yang sama, penyebabnya adalah titik G terlalu tinggi dan berimpit dengan titik M karena terlalu banyak muatan di bagian atas kapal. (c). Stabilitas Negatif (Unstable Equilibrium) Suatu keadaan stabilitas dimana titik G-nya berada di atas titik M, sehingga sebuah kapal yang memiliki stabilitas negatif sewaktu menyenget tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali, bahkan sudut sengetnya akan bertambah besar, yang menyebabkan kapal akan bertambah miring lagi bahkan bisa menjadi terbalik. Atau suatu kondisi bila kapal miring karena gaya dari luar , maka timbullah sebuah momen yang dinamakan MOMEN PENERUS/Heiling moment sehingga kapal akan bertambah miring

1. 3 Titik-Titik Penting Dalam Stabilitas

Menurut Hind (1967), titik-titik penting dalam stabilitas antara lain adalah titik berat (G), titik apung (B) dan titik M.

Gb. 1 Titik-titik penting dalam stabilitas (a). Titik Berat (Centre of Gravity) Titik berat (center of gravity) dikenal dengan titik G dari sebuah kapal, merupakan titik tangkap dari semua gaya-gaya yang menekan ke bawah terhadap kapal. Letak titik G ini di kapal dapat diketahui dengan meninjau semua pembagian bobot di kapal, makin banyak bobot yang diletakkan di bagian atas maka makin tinggilah letak titik Gnya. (b). Titik Apung (Centre of Buoyance) Ttitk apung (center of buoyance) diikenal dengan titik B dari sebuah kapal, merupakan titik tangkap dari resultan gaya-gaya yang menekan tegak ke atas dari bagian kapal yang terbenam dalam air. Titik tangkap B bukanlah merupakan suatu titik yang tetap, akan tetapi akan berpindah-pindah oleh adanya perubahan sarat dari kapal. (c). Titik Metasentris Titik metasentris atau dikenal dengan titik M dari sebuah kapal, merupakan sebuah titik semu dari batas dimana titik G tidak boleh melewati di atasnya agar supaya kapal tetap mempunyai stabilitas yang positif (stabil). Meta artinya berubah-ubah, jadi titik metasentris dapat berubah letaknya dan tergantung dari besarnya sudut senget.

1.4 Koefisien Bentuk Kapal a. Koefisien blok

Koefisien Blok dengan Notasi Cb. Koefisien blok adalah merupakan perbandingan antara volume badan kapal (isi karene) dengan volume suatu balok dengan panjang = Lwl, lebar = B dan tinggi = T. Rumusan Koefisien Blok

V = Isi karene.(m3) L = Lwl = Panjang garis air.(m)

V Cb = L x B x d

B = Lebar karene atau lebar kapal.(m) d = Sarat kapal.(m)

Dari harga Cb dapat dilihat apakah badan kapal mempunyai bentuk yang gemuk atau ramping. Pada umumnya kapal cepat mempunyai harga Cb yang kecil dan sebaliknya kapal – kapal lambat mempunyai harga Cb yang besar. b. Koefisien garis air ( Water Plane area coefficient )

Koefisien garis air dengan notasi Cwl. Cwl adalah perbandingan antara luas bidang garis air muat ( Awl ) dengan luas sebuah empat persegi panjang dengan lebar B. Awl = Luas bidang garis air.(m2) Cwl =

A wl Lwl

Lwl = Panjang garis air.(m) B = Lebar kapal ( Lebar Garis Air ) (m)

c. Koefisien Gading besar dengan Notasi Cm ( Midship Coeficient ).

Cm adalah perbandingan antara luas penampang gading besar yang terendam air dengan luas suatu penampang yang lebarnya = B dan tingginya = d. Am = luas penampang gading besar (m2) Am Cm = B x d

B = lebar kapal (m) d = sarat kapal (m)

Harga Cm terletak antara 0,50 ~ 0,995 dimana harga yang pertama di dapatkan pada kapal tunda sedangkan yang terakhir di dapatkan pada kapal – kapal pedalaman. Bentuk penampang melintang yang sama pada bagian tengah dari panjang kapal dinamakan dengan Paralel Midle Body. d. Koefisien Prismatik ( Prismatik Coefficient )

Koefisien Prismatik Memanjang (Longitudinal Prismatic Coeficient ). Koefisien prismatic memanjang dengan notasi adalah perbandingan antara volume badan kapal yang ada di bawah permukaan air ( Isi Karene ) dengan volume sebuah prisma dengan luas penampang midship ( Am ) dan panjang Lwl V = Isi Karene (m3) V = A m x L

Am = Luas penampang gading besar(m2) wl

Nilai bisa juga diperoleh dengan

Lwl = Panjang garis air.(m)

Cb = C m Seperti dijabarkan berikut ini. V = A m x L

wl

………………… (1)

V Cb = L x B x d V = Cb x L x B x d ……………..(2) Am Cm = B x d Am = Cm x B x d ………………..(3) Dengan memasukkan persamaan (2) dan (3) pada persamaan (1) maka akan diperoleh: L x B x d x Cb = L x B x d x C m Cb = C m Jadi koefisien prismatik memanjang sama dengan koefisien balok dibagi koefisien midship. Harga pada umumnya menunjukkan kelangsingan bentuk dari kapal. Harga yang besar terutama menunjukkan adanya perubahan yang kecil dari bentuk penampang melintang disepanjang panjang Lwl. Pada umumnya kapal mempunyai harga yang terletak antara 0,50 dan 0,92. Koefisien Prismatik Tegak ( Vertical Prismatic Coeficient). Koefisien Prismatik tegak dengan notasi v adalah perbandingan antara volume badan kapal yang ada dibawah permukaan air ( Isi Karene ) dengan volume sebuah prisma yang berpenampang Awl dengan tinggi = d v =

V A wl x d

Awl = Luas Penampang garis air.(m2) T = Sarat air.(m)

Kalau dijabarkan lebih lanjut dengan mengganti harga V = Lwl B.d.Cb dan Awl = Lwl.B.Cwl, maka di peroleh Cb v = Cwl

1.5 Displacement dan berat kapal Sesuai hukum Archimedes “Benda akan mengalami gaya tekan ke atas sebesar berat cairan yang dipindahkan oleh benda tersebut” Kapal juga mengalami hal tersebut, besar gaya apung kapal(buoyancy) memiliki besar sama dengan berat cairan yang dipindahkan oleh badan kapal yang ada dibawah permukaan air.. Gaya berat ini adalah resultan dari semua berat yang ada di kapal, arahnya ke bawah. Sedangkan gaya apung memiliki arah ke atas. Jika terjadi perubahan sarat kapal maka, titik berat dan titik apung akan mengalami perubahan pula. Displacement merupakan badan air yang dipindahkan oleh badan kapal. Displacement pada dasarnya digolongkan menjadi dua yaitu displacemen volume dan displacement berat a. Displacemen volume disebut juga isi karene. Karene adalah bentuk badan kapal yang ada di bawah permukaan air. Dengan catatan, bahwa tabel kulit, lunas sayap, daun kemudi, baling – baling dan lain – lain perlengkapan kapal yang terendam di bawah permukaan air tidak termasuk Karene. Isi karene adalah volume badan kapal yang ada di bawah permukaan air ( tidak termasuk volume kulit dan lain – lain ). Isi Karene ( V ) = L . B . T . Cb,

L = Panjang Karene ( m ) B = Lebar Karene ( m ) T = Sarat Karene ( m ) Cb = Koefisien balok ( m )

b. Displacement berat Displacement berat adalah berat dari karene atau berat cairan yang dipindahkan oleh badan kapal yang ada di bawah air. Δ=V.  Δ = L . B . T . Cb .

Δ = berat karene atau displacement berat (ton) L = Panjang Kapal ( m ) B = Lebar Kapal ( m ) T = Sarat kapal ( m )  = Massa jenis air laut = 1,025 ton / m³.

c. Dead Weight Tonnage (DWT) Kemampuan kapal untuk dapat dimuati beban seperti muatan, air tawar, bahan bakar, perbekalan, minyak pelumas, penumpang, bagasi, awak kapal dan lainnya, sampai pada sarat tertentu dan pada cairan dengan density tertentu pula d. Berat kapal kosong (Light diplacement) Berat kapal kosong umumnya dibagi menjadi 3 bagian besar: 1. Berat baja badan kapal, yaitu berat badan kapal, bangunan atas, dan perumahan geladak 2. Berat peralatan, yaitu berat dari seluruh peralatan antara lain jangkar, ranatai jangkar, mesin jangkar, tali temali, capstan, mesin kemudi, mesin winch, derrick boom, mast, ventilasi, alat-alat navigasi, life boat, davit, perlengkapan dan peralatan dalam ruangan kapal lainnya. 3. Berat mesin penggerak beserta instalasi pembantunya, yaitu berat motor induk, berat motor bantu, berat ketel, berat pompa, berat kompresor, separator, botol angin, dan peralatan dalam kamar mesin lainnya. e. Loaded displacement Berat kapal secara keseluruhan pada saat kapal terbenam pada sarat maksimum yang diperbolehkan, yaitu merupakan light displacement + muatan + air tawar + bahan bakar + perbekalan + awak kapal Loaded displacemen = light displacement + DWT 1.6 Besaran penting dalam stabilitas a. Massa : ukuran dasar dari sebuah benda (padat/cair/gas) berkaitan dengan kepadatan (kerapatan molekul) benda tersebut. Satuan dari massa adalah gram, kg, atau ton b. Gaya : dorongan/tarikan yang dikenakan pada benda c. Momen : gerakan yang ditimbulkan oleh adanya 2 gaya atau lebih yang bekerja pada benda d. Momen kopel : gerakan memutar dari suatu benda yang disebabkan oleh adanya 2 gaya pada benda tersebut tidak pada satu titik, dengan arah yan berlawanan. e. Momen inersia : momen yang ditimbulkan dari dalam suatu benda (massa) yang besarnya tergantung dari besaran massa suatu benda(volume) berkaitan dengan gaya gravitasi. f. Berat : merupakan gaya yang bekerja pada benda akibat adanya gaya gravitasi bumi. Satuan dari berat adalah Newton(N) Berat = massa x gravitasi g. Density (massa jenis) = merupakan massa persatuan volume Contoh : air tawar (FW) = 1000 kg/m3 Air laut (SW) = 1025 kg/m3 h. Berat jenis (BJ) = perbandingan antara density benda dengan density air tawar

Misalnya air raksa density = 13600 kg/m3 dan density air tawar = 1000 kg/m3 maka, BJ air raksa = 13600/1000 = 13,6 1.7 Perubahan Sarat Kapal a. Ton Per Centimeter TPC adalah bobot atau berat muatan yang harus dimuat/dibongkar untuk merubah sarat kapal sebesar 1 cm ( dilaut / BJ = 1,025) Bobot = volume x density Volume = area water plane (A) x change of draught Change of draught (d) = 1 cm atau 1/100 m Bobot = (A x 1,025)/100 TPC di air laut = 1,025. (A/100) TPC di air tawar = 1,000 . (A/100) b. Fresh Water Allowance FWA merupakan perubahan sarat kapal yang terjadi karena perbedaan BJ air, misalnya kapal berlayar dari air laut dengan BJ 1,025 ke air tawar BJ 1,000 atau sebaliknya Massa = Volume x density (m = v x δ) Berat = Volume x BJ (w = v x BJ) Kapal dengan Displacement (W) tetap berlayar dari air laut BJ 1,025 (δ = 1025) ke air tawar BJ 1,000 (δ = 1000) W (atau m) di air tawar = W (atau m) di air laut. Maka 1000 x (V+v)

= 1025 x V

1000 V + 1000 v = 1025 V 1000 v

= 1025 V – 1000 V = 25 V v = 25 V/1000 = V/40 ≈ w =W/40 Ingat pembahasan TPC à TPC = A/100 turunan dari w = (Δsarat/10) x TPC dimana Δsarat = 1 cm Dalam kasus ini Δsarat = FWA, maka (Δsarat/10) x TPC = W/40. Atau (FWA/10) x TPC = W/40. Jadi FWA = W/4TPC  Setiap kapal memiliki bentuk yang berbeda-beda, sehingga nilai FWA tiap kapal berbeda  Besarnya FWA dapat dilihat pada Plimsol Mark (dari S – F atau T – TF) c. Dock Water Allowance DWA merupakan perubahan sarat kapal yang terjadi karena perbedaan BJ air, misalnya kapal berlayar dari air laut dengan BJ 1,025 ke air dengan BJ tertentu (antara 1,000 sampai 1,025) atau sebaliknya. Istilah ‘Dock Water’ adalah perairan yang density airnya lebih dari 1000 dan kurang dari 1025. Misalnya ‘x’

Dengan menggunakan perbandingan, maka DWA/FWA = (1025 - x)/(1025 -1000), atau DWA = {FWA x (1025 – x)}/25 x

TPI

POKOK BAHASAN II STABILITAS STATIS 2.1 Titik-titik penting dalam stabilitas Menurut Hind (1967), titik-titik penting dalam stabilitas antara lain adalah titik berat (G), titik apung (B) dan titik metacenter (M) (a). Titik Berat (Centre of Gravity)  Definisi Titik berat kapal adalah sebuah titik di kapal yang merupakan titik tangkap dari Resultante semua gaya berat yang bekerja di kapal itu, dan dipengaruhi oleh konstruksi kapal.  Arah bekerjanya Arah bekerjanya gaya berat kapal adalah tegak lurus kebawah  Letak / kedudukan berat kapal Titik berat kapal dari suatu kapal yang tegak terletak pada bidang simetris kapal yaitu bidang yang dibuat melalui linggi depan linggi belakang dan lunas kapal  Sifat dari letak / kedudukan titik berat kapal Letak / kedudukan titik berat kapal suatu kapal akan tetap bila tidak terdapat penambahan, pengurangan, atau penggeseran bobot diatas kapal dan akan berpindah tempatnya bila terdapat penambahan, pengurangan atau penggeseran bobot di kapal itu meskipun kapal mengoleng : 1. Bila ada penambahan bobot, maka titik berat kapal akan berpindah kearah / searah dan sejajar dengan titik berat bobot yang dimuat 2. Bila ada p engurangan bobot, maka titik berat kapal berlawanan dan titik berat bobot yang dibongkar

akan berpindah kearah yang

3. Bila ada penggeseran bobot, maka titik berat sebuah kapal akan berpindah searah dan sejajar dengan titik berat dari bobot yang digeserkan

(b). Titik Apung (Centre of Buoyance)  Definisi Titik tekan = Titik apung = Centre of buoyency sebuah titik di kapal yang merupakan titik tangkap Resultante semua gaya tekanan keatas air yang bekerja pada bagian kapal yang terbenam didalam air.  Arah bekerjanya Arah bekerjanya gaya tekan adalah tegak lurus keatas  Letak / kedudukan titik tekan/titik apung Kedudukan titik tekan sebuah kapal senantiasa berpindah pindah searah dengan menyengetnya kapal, maksudnya bahwa kedudukan titik tekan itu akan berpindah kearah kanan apabila kapal menyenget ke kanan dan akan berpindah ke kiri apabila kapal menyenget ke kiri, sebab titik berat bagian kapal yang terbenam berpindahpindah

sesuai dengan arah sengetnya kapal. Bila kapal menyenget titik B akan

berpindah kesisi yang rendah. Jadi dengan berpindah-pindahnya kedudukan titik tekan sebuah kapal sebagai akibat menyengetnya kapal tersebut akan membawa akibat berubah-ubahnya stabilitas kapal tersebut. Dalam stabilitas kapal, titik B inilah yang menyebabkan kapal mampu untuk tegak kembali setelah mengalami senget.

(c). Titik Metasentris  Definisi

Titik Metasentrum sebuah kapal adalah sebuah titik dikapal yang merupakan titik putus yang busur ayunannya adalah lintasan yang dilalui oleh titik tekan kapal. Titik metasentris atau dikenal dengan titik M dari sebuah kapal, merupakan sebuah titik semu dari batas dimana titik G tidak boleh melewati di atasnya agar supaya kapal tetap mempunyai stabilitas yang positif (stabil). Meta artinya berubah-ubah,

jadi titik

metasentris dapat berubah letaknya dan tergantung dari besarnya sudut senget.  Letak / kedudukan titik Metasentrum kapal Titik Metasentrum sebuah kapal dengan sudut-sudut senget kecil terletak pada perpotomgam garis sumbu dan, arah garis gaya tekan keatas sewaktu kapal menyenget  Sifat dari letak / kedudukan titik metasentrum Untuk sudut-sudut senget kecil kedudukan Metasentrum dianggap tetap, sekalipun sebenarnya kekududkan titik itu berubah-ubah sesuai dengan arah dan besarnya sudut senget. Oleh karena perubahan letak yang sangat kecil, maka dianggap tetap. Apabila kapal senget pada sudut kecil (tidak lebih dari 15 0), maka titik apung B bergerak di sepanjang busur dimana titik M merupakan titik pusatnya di bidang tengah kapal (centre of line) dan pada sudut senget yang kecil ini perpindahan letak titik M masih sangat kecil, sehingga maish dapat dikatakan tetap.

2.2 Dimensi Pokok Dalam Stabilitas Kapal

(a). KM (Tinggi titik metasentris di atas lunas) KM ialah jarak tegak dari lunas kapal sampai ke titik M, atau jumlah jarak dari lunas ke titik apung (KB) dan jarak titik apung ke metasentris (BM), sehingga KM dapat dicari dengan rumus : KM = KB + BM Diperoleh dari diagram metasentris atau hydrostatical curve bagi setiap sarat (draft) saat itu. (b). KB (Tinggi Titik Apung dari Lunas) Letak titik B di atas lunas bukanlah suatu titik yang tetap, akan tetapi berpindah-pindah oleh adanya perubahan sarat atau senget kapal (Wakidjo, 1972). (c). BM (Jarak Titik Apung ke Metasentris) Menurut Usman (1981), BM dinamakan jari-jari metasentris atau metacentris radius karena bila kapal mengoleng dengan sudut-sudut yang kecil, maka lintasan pergerakan titik B merupakan sebagian busur lingkaran dimana M merupakan titik pusatnya dan BM sebagai jari-jarinya. Titik M masih bisa dianggap tetap karena sudut olengnya kecil (100-150). Lebih lanjut dijelaskan Rubianto (1996) : BM = b2/10d , dimana : b = lebar kapal (m) d = draft kapal (m) (d). KG (Tinggi Titik Berat dari Lunas) Nilai KB untuk kapal kosong diperoleh dari percobaan stabilitas (inclining experiment), selanjutnya KG dapat dihitung dengan menggunakan dalil momen. Nilai KG dengan dalil momen ini digunakan bila terjadi pemuatan atau pembongkaran di atas kapal dengan mengetahui letak titik berat suatu bobot di atas lunas yang disebut dengan vertical centre of gravity (VCG) lalu dikalikan dengan bobot muatan tersebut sehingga diperoleh momen bobot tersebut, selanjutnya jumlah momen-momen seluruh bobot di kapal dibagi dengan jumlah bobot menghasilkan nilai KG pada saat itu. KG total = dimana,

ΣM = Jumlah momen (ton)

∑M ∑W

ΣW = jumlah perkalian titik berat dengan bobot benda (m ton) (e). GM (Tinggi Metasentris) Tinggi metasentris atau metacentris high (GM) yaitu jarak tegak antara titik G dan titik M. Dari rumus disebutkan : GM = KM – KG GM = (KB + BM) - KG Nilai GM inilah yang menunjukkan keadaan stabilitas awal kapal atau keadaan stabilitas kapal selama pelayaran nanti 2.3 Momen Penegak Dengan berpindahnya kedudukan titik tekan B dari kedudukannya semula yang tegak lurus dibawah titik berat G itu akan menyebabkan terjadinya sepasang koppel, yakni dua gaya yang sama besarnya tetapi dengan arah yang berlawanan, yang satu merupakan gaya berat kapal itu sendiri sedang yang lainnya adalah gaya tekanan keatas yang merupakan resultante gaya tekanan keatas yang bekerja pada bagian kapal yang berada didalam air yang titk tangkapnya adalah titik tekan. Dengan terbentuknya sepasang koppel tersebut akan terjadi momen yang besarnya sama dengan berat kapal dikalikan jarak antara gaya berat kapal dan gaya tekanan keatas. Untuk memperoleh keterangan yang lebih jelas, harap perhatikan gambar dibawah ini

Teori Koppel Dan Hubungannya Dengan Stabilitas Kapal Yang dimaksud dengan sepasang koppel adalah sepasang gaya yang sama besarnya tetapi dengan arah yang berlawanan. (lihat gambar ). Apabila pada sebuah benda bekerja sepasang koppel, maka benda tersebut akan berputar. Besarnya kemampuan benda itu berputar ditentukan oleh hasil perkalian antara gaya yang membentuk koppel itu dan jarak antara kedua gaya tersebut. Apabila sebuah kapal menyenget, pada kapal tersebut akan terjadi sepasang koppel yang menyebabkan kapal itu memiliki kemampuan untuk menegak kembali atau bahkan bertambah menyenget lagi.

Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas, harap perhatikan gambar. Besarnya kemampuan untuk menegak kembali sebuah kapal sewaktu kapal menyenget dengan suatu sudut tertentu adalah sama dengan hasil perkalian antara gaya berat kapal dan jarak antara gaya berat kapal dan gaya tekanan keatas yang bekerja pada kapal saat tertentu itu. Momen penegak adalah momen yang akan mengembalikan kapal ke kedudukan tegaknya setelah kapal miring karena gaya-gaya dari luar dan gaya-gaya tersebut tidak bekerja lagi (Rubianto, 1996). Pada waktu kapal miring, maka titik B pindah ke B’, sehingga garis gaya berat bekerja ke bawah melalui G dan gaya keatas melalui B’. Titik M merupakan busur dari gaya-gaya tersebut. Bila dari titik G ditarik garis tegak lurus ke B’M maka berhimpit dengan sebuah titik Z. Garis GZ inilah yang disebut dengan lengan penegak (righting arms). Seberapa besar kemampuan kapal tersebut untuk menegak kembali diperlukan momen penegak (righting moment). Pada waktu kapal dalam keadaan senget maka displasemennya tidak berubah, yang berubah hanyalah faktor dari momen penegaknya. Jadi artinya nilai GZ nyalah yang berubah karena nilai momen penegak sebanding dengan besar kecilnya nilai GZ, sehingga GZ dapat dipergunakan untuk menandai besar kecilnya stabilitas kapal. Untuk menghitung nilai GZ sebagai berikut: Sin θ = GZ/GM GZ = GM sin θ Momen penegak = W x GZ = W x GM sin θ Stabilitas Oleng

POKOK BAHASAN III STABILITAS AWAL Stabilitas awal sebuah kapal adalah kemampuan dari kapal itu untuk kembali kedalam kedudukan tegaknya semula sewaktu kapal menyenget pada sudut-sudut kecil (= 6 0). Pada pokok bahasan ini yang akan di bahas adalah stabilitas positif, stabilitas netral, dan stabilitas negative. 3.1 Stabilitas Positif Syarat terjadinya stabilitas positif adalah: G dibawah M à timbul momen-penegak (righting moment)  Stabilitas Positif (positive equilibrium)

Pada stabilitas positif akan timbul momen penegak (righting moment) à momen ini membantu kapal untuk kembali tegak Moment of static stability = W x GZ = W x GM x Sin θ

Pada kapal yang memiliki stabilitas positif berarti letak titik G kapal berada dibawah titik M bilamana kapal mendapat gaya luar sehingga kapal miring, maka titik pusat daya apung B yang menekan ke atas bergerak ke sisi yang rendah sesuai bentuk bangunan kapal yang trbrnam sehingga timbulah dua buah gaya yang berlawanan arah, antara pusat gaya yang menekan ke atas melalui titik B dan pusat gaya yang menekan ke bawah melalui titik G adapun jarak antara kedua gaya ini adalah lengan GZ sehingga timbul kopel dengan kopel sebesar berat benaman x jarak antara kedua gaya (GZ). Momen inilah yang menjadikan kapal tegak sehingga disebut "Momen Penegak"

3.2 Stabilitas Negatif Keadaan stabilitas kapal yang demikian ini apabila kedudukan titik G lebih tinggi dari pada kedudukan metasentrumnya (titik M), sehingga sebuah kapal yang memiliki stabilitas goyah atau negatif sewaktu kapal menyenget kapal tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali, tetapi bahkan sudut sengetnya akan bertambah besar (lihat gambar dibawah ini)

G diatas M à Stabilitas Negatif (negative equilibrium) Timbul momen-penerus (capsizing moment)à pada stabilitas awal (statical /initial stability) Pada stabilitas negatif, akan timbul momen penerus (capsizing moment), momen ini menambah sudut miring kapal, sehingga kapal sulit kembali tegak Moment statis = W x (– GM) x Sin θ Untuk membetulkan stabilitas negative yang bias dilakukan adalah: 1. Menurunkan letak muatan/beban yang ada di kapal 2. Menambah beban di bawah titik G 3. Membongkar muatan yang berada di atas titik G 4. Menghilangkan Free Surface effect 3.3 Stabilitas Netral Sebuah kapal mempunyai stabilitas netral apabila kedudukan titik berat G berimpit dengan kedudukan titik M (Metasentrum). Oleh karena jarak antara kedua gaya yang membentuk sepasang koppel itu sama dengan nol, maka momen penegak kapal yang memiliki stabilitas netral sama dengan nol, atau bahwa kapal tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget (lihat gambar dibawah ini).

Pada stabilitas netral, pada sudut oleng kecil momen penegak 0 karena lengan penegaknya = 0 Untuk memperbaiki stabilitas netral antara lain: 1. Menurunkan letak muatan/beban yang ada di kapal 2. Menambah beban di bawah titik G 3. Membongkar muatan yang berada di atas titik G 4. Menghilangkan Free Surface effect 3.4 Stabilitas Langsar Sebuah kapal yang mengoleng terlalu lamban, maka hal ini menandakan bahwa kemampuan untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget adalah terlalu kecil. Kapal yang pada suatu saat mengoleng demikian dikatakan bahwa stabilitas kapal itu kurang atau kerapkali juga disebut bahwa kapal itu “langsar “.

Stabilitas langsar adalah stabilitas positif dimana nilai GM terlalu kecil. penyebab GM yang terlalu kecil karena penem patan muatan terkonsentrasi di palkah bagian atas lebih besar dari bagian bawah (muatan berat di deck) tandanya sudut olengan kapal relatif besar, dengan demikian periode olengan juga relatif besar meskipun kapal berlayar di laut tenang. akibat stabilitaas kapal bisa menjadinetral (titik G berhimpit dengan titik M) kemudian bisa menjadi negatif (titik G diatas titik M) sehingga sangat berbahaya jika cuaca buruk seperti ombak/angin besar. penanggulangan kapal di tengah laut jika memungkinkan mengisi ballast tangki bagian bawah yang berukuran kecil, dan pemakaian air tawar dan MFO, MDF dari tangki atas. 3.5 Stabilitas Kaku Sebuah kapal yang mengoleng secara cepat dan dengan menyentak-nyentak, maka hal itu menandakan bahwa kapal kemampuannya untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget adalah terlalu besar atau kelewat besar. Kapal yang dalam keadaan demikian itu dikatakan bahwa stabilitas kapal itu terlalu besar atau seringkali disebut bahwa kapal itu “Kaku “. Stabilitas kaku adalah stabilitas positif dimana GM terlalu besar. Penyebab GM besar adalah karena penempatan muatan terkonsentrasi di palkah bagian bawah lebih besar dari pada bagian atas/muat besi di palkah bawah. Tandanya adalah sudut olengan kapal relatif kecil dengan deminikan kapal menyentak-nyentak, dengan periode olengan relatif kecil,meskipun kapal berlayar di laut tenang. Akibatnya dapat mengendorkan lashingan muatan bahkan bisa memutus lashingan, berbahaya terhadap muatan bisa bergeser dan membahayakan stabilitas kapal. Penanggulangan jika kapal di tengah laut, periksa lashingan muaatan, dan gunakan bahan bakar dan air tawar dari tangki bawah. 4.1 Perubahan Posisi Titik Berat PERUBAHAN POSISI TITIK BERAT  

Tetap, apabila semua beban di atas kapal tidak bergerak, displacement kapal tidak berubah Naik apabila dibongkar muatan yang berada di bawah titik G atau di tambah muatan di atas titik G

1

2

1. Posisi titik G sebelum ditambah muatan 2. Posisi titik G setelah terjadi penambahan muatan

1

2

1. Posisi titik G sebelum dikurangi muatan 2. Posisi titik G setelah dikurangi muatan

PENYEBAB TURUNNYA TITIK BERAT DAN AKIBAT FSE •

Turun, apabila di kurangi beban diatasnya atau ditambah dibawahnya

•

Naik secara maya, apabila terdapat muatan cair yang bebas bergerak

1. Posisi titik G sebelum dikurangi muatan yang ada diatas titik G 2. Posisi titik G setelah dikurangi muatan yang letaknya di atas titik G. Posisi titik G menjadi turun

1. Posisi titik G sebelum ditambah muatan 2. Posisi titik G setelah ditambah muatan yang diletakkan di bawah titik G. Posisi titik G menjadi turun

PERUBAHAN TITIK BERAT AKIBAT PENAMBAHAN DAN PENGURANGAN BEBAN • Bila beban dikurangkan (membongkar muatan) maka titik G menjauh dari arah dimana muatan diambil. • Bila beban ditambahkan (muatan ditambah), maka titik G akan bergerak mendekat kearah dimana muatan tersebut dipadatkan. 1.

Posisi titik G sebelum muatan dikurangi 2. Posisi titik G setelah muatan dikurangi

1

2

1. Posisi titik G sebelum ditambah muatan 2. Posisi titik G setelah ditambah muatan di atas titik G

1

2

1. posisi titik G sebelum dikurangi muatan 2. posisi titik G setelah dikurangi muatan

1

2

1. Posisi titik G sebelum ditambah muatan 2. Posisi titik G setelah ditambah muatan dibawah titik G

1

2

4.2 Perhitungan Perubahan Titik Berat PERPINDAHAN HORISONTAL

PERGESERAN MUATAN VERTICAL

PENAMBAHAN MUATAN Penambahan bobot dibawah titik G

Penambahan muatan diatas titik G

Pengurangan muatan dibawah titik G

Pengurangan Muatan diatas titik G

POKOK BAHASAN V LIST DAN LOLL

5.1 List

Consider a ship floating upright as shown in Figure 14.1. The centres of gravity and buoyancy are on the centreline. The resultant force acting on the ship is zero, and the resultant moment about the centre of gravity is zero. Now let a weight already on board the ship be shifted transversely such that G moves to G1 as in Figure 14.2(a). This will produce a listing moment of W x GG1, and the ship will list until G1 and the centre of buoyancy are in the same vertical line as in Figure 14.2(b). In this position G1 will also lie vertically under M so long as the angle of list is small. Therefore, if the final positions of the metacentre and the centre of gravity are known, the final list can be found, using trigonometry, in the triangle GG1M which is right-angled at G. The final position of the centre of gravity is found by taking moments about the keel and about the centreline. Note. It will be found more convenient in calculations, when taking moments, to consider the ship to be upright throughout the operation. Ex: A ship of 6000 tonnes displacement has KM = 7.3m and KG= 6.7m, and is floating upright. Aweight of 60 tonnes already on board is shifted 12m transversely. Find the resultant list. Figure 14.3(a) shows the initial position of G before the weight was shifted and Figure 14.3(b) shows the final position of G after the weight has been shifted. When the weight is shifted transversely the ship’s centre of gravity will also shift transversely, from G to G1. The ship will then list θ degrees to bring G1 vertically under M the metacentre:

5.2 Loll Definisi: yaitu sudut senget (listing angle) yang terjadi karena kapal memiliki stabilitas awal negatif.

Rumus dasar (Wall sided formulae): GZ = (GM + ½ BM tg2φ) Sin φ à GM (-) Angle of Loll (φ)à GZ = 0, φ ≠ nol - GM + ½ BM tg2 φ = 0 ½ BM tg2 φ = GM Tg φ = √(GM/½ BM) = √(2 GM/BM) GMo = 2GM secan φ BMo = (BM/Cos3 φ)

Angle of loll adalah sudut senget kapalkarena kapal mempunyai stabilitas awal yang negatif. Pada angle of loll kapal mulai stabil ( GZ = 0 )

Apabila sebuah kapal mempunyai stabilitas negatif maka akan cenderung miring. Dengan miringnya kapal maka terjadi pergerakan titik G dan B. Titik G akan keluar dari C/L dan titik B akan bergerak pula kearah kemiringan, sehingga kapal akan berhenti miring setelah titik G dan titik B berada pada satu garis vertikal sehingga kapal mulai stabil.

Sudut kemiringan ini disebut angle of loll.Apabila kondisi ini tidak diketahui dan tidak segera diatasi maka akan sangat berbahaya terhadap keselamatan kapal karena kemungkinan kapal terbalik sangat besar. Cara memperbaiki : yaitu menurunkan titik G kapal sampai GM kapal menjadi Positif.

Pelaksanaan : 1. Memindahkan muatan dari atas ke bawah 2. Mengisi tangki double bottom center

3. Jika tidak ada tangki double bottom center maka yang diisi adalah tangki pada sisi yang rendah, memang kapal akan bertambah miring tetapi apabila GM kapal positip maka sudut kemiringan akan berkurang. Hal yang tidak boleh dilakukan : adalah mengisi tangki pada sisi yang tinggi atau memindahkan bobot dari sisi yang rendah ke sisi yang tinggi. Karena kapal akan mengayun ke sisi lainnya dengan sudut senget yang lebih besar, sehingga mungkin kapal akan terbalik.

POKOK BAHASAN VI INCLINING TEST •

Tujuan: untuk memperoleh nilai KG pada saat kapal kosong

•

Preparasi:

– – – – – – Pelaksanaan

Tidak ada angin (lemah) Kapal terapung bebas Semua beban diatas kapal tidak bergeser Tidak ada free surface Personil di atas kapal se minimum mungkin (hanya yang berkepentingan saja) Kapal harus duduk tegak dan sarat rata (Upright & even keel)