Stabilitas Awal Kapal

Stabilitas Awal

Materi Stabilitas Kapal

1.Apakah yang Dimaksud dengan Stabilitas itu?
Apabila anda kebetulan berada di atas kapal yang sedang di laut berarti anda merasakan suatu gerakan stabilitas. Lalu timbul pertanyaan : Mengapa sebuah kapal dapat kembali ke kedudukan semula setelah mengalami senget (miring) yang disebabkan oleh gaya-gaya dari luar yang mempengaruhinya.

Jawabnya ialah: Karena adanya stabilitas yang dipunyai kapal tersebut.
Gaya-gaya luar yang dapat menimbulkan kapal senget ialah :

angin
keadaan laut atau gelombang
kebocoran yang disebabkan oleh tubrukan atau kekandasan

Stabilitas kapal dibagi dalam :

Stabilitas Statis;
Stabilitas Dinamis.

2.Stabilitas Dinamis diperuntukkan bagi kapal yang sedang oleng atau mengangguk. Sedangkan Stabilitas Statis bagi kapal dalam keadaan diam. Sedangkan yang akan kita bahas dalam artikel ini ialah mengenai Stabilitas Statis.

3.Stabilitas Statis dibagi ke dalam Stabilitas MELINTANG dan MEMBUJUR. Untuk memahami ilmu stabilitas maka kita bedakan antara stabilitas senget-senget kecil (antara 10° - 15°) yang disebut Stabilitas Awal dan Stabilitas pada senget besar.
4.Slabilitas Awal. Stabilitas awal ditentukan oleh 3 titik :

titik berat (center of gravity)
titik apung (center of buoyancy)
Metacenter

a.Titik Berat
Titik berat yang dalam hal ini disingkat G dari sebuah kapal, merupakan titik-tangkap dari sebuah titik pusat dari seluruh gaya berat yang menekan ke bawah.

b.Titik apung (center of buoyancy)
Titik apung atau disingkat B merupakan titik tangkap dari resultante semua gaya-gaya yang menekan tegak ke atas dari bagian kapal yang terbenam

c.Titik M (Metacenter)
yang lazim disebut sebagai titik pusat meta. M ialah titk dimana perpotongan dua gaya yang melalui titk B pada waktu kapal tegak dan pada waktu kapal miring. Dapat juga diartikan dengan titik terjauh yang dicapai oleh titk G selama stabiliteit itu tetap positif ( + ) Didalam penjelasan selanjutnya disebut sebagai titik pusat meta atau metacenter.

Gambar 1

4.Hubungan titik M dan Titk B.
Titik M (metacentrum) dapat juga disebut titik pusat meta atau metacenter. Titik M merupakan titik potong CL atau gaya melalui titik B pada waktu tegak dan pada waktu senget.titik M tidak boleh dilampui oleh titik G bila menghendaki stabiliteit tetap positif.Titik pusat meta dapat diartikan titik pusat yang berobah-robah. Hal ini disebabakan karena letak titik M sangat tergantung dari letak titik B. Dalam keadaan kapal senget dimana B berpindah keluar CL kearah bagian kapal yang lebih rendah , maka letah titk M sanngat tergantung berapa jauh B keluar dari CL.

Dengan kata lain, letak titik B bergantung dari besar kecilnya senget kapal, jadi dengan sendirinya letak titik M juga bergantung darI besar kecilnya kapal. Malah dalam keadaan senget titik M merupakan pusat dari gaya-gaya yang melalui B pada setiap sudut senget. Itulah sebebnya titik M disebut juga sebagai titik pusat meta. Pada stabiliteit awal sebenarnya titik M berobah-obah tempatnya ,tetapi karena perobahaan ini demikian kecilnya, maka dianggap tetap ditempatnya.

Gambar 2 - Pada senget kecil, BM merupakan radius lingkaran dengan titik pusatnya berada di titik M

5.Hubungan titik M dengan Centerline.

Pada senget kecil titik M juga ikut berpindah tetapi perpindahaan tersebut sangat kecil sehingga dianggap tetap.

Dimana tinggi Metacenter ialah jarak tegak antara titik G dan titik M, yang pada kedua titik tersebut berada pada center line. Kapal dalam keadaan tegak dan tidak senget, maka titik center nya terletak dibidang simetris. Garis Center ini selalu berada dipusat tengah kapal dimana pada saat kapal miring titik M berpindah tetapi kepindahaanya sangat kecil jika dibanding dengan titk B.

Gambar 3 - Garis-garis gaya yang melalui G dan B menjauh

6.Hubungan Stabiliteit awal dengan titik G ,Titik B dan titik M

Pada kapal dalam keadaan tegak Titik G titik B,dan titik M berada berimpit dengan (center line) tetapi jika kapal miring atau senget tidak lagi berimpit dengan center line.tetapi berpindah dan besarnya sudut senget sangat tergantung dari besar kecilnya sudut senget atau kemiringan dari kapal.

Titik B akan keluar dari center line dimana garis gaya yang melalui titik G, dan titik B akan sejajar satu sama lain tetapi berlawanan arah.

Hal ini terjadi karena ada gaya kopel.

Dimana titik M merupakan titik tetap dan berada diatas titik G. supaya kapal tetap dalam stabiliteit positif.

Gambar 4

7. Perhitungan Tinggi Metacenter ( GM ).

Dalam artikel ini akan dibicarakan cara-cara untuk mengetahui tingginya dari titik berat kapal diatas lunas (KG). Kita menganggap bahwa tinggi metacenter diatas lunas telah diketahui sebelumnya bahwa (GM). Sebelum mulai per-hitungan stabilitas, harus mengetahui lebih dahulu letak G waktu kapal kosong yang diperoleh dari percobaan stabilitas. Setelah pemuatan selesai, maka tiap bobot yang masuk kapal akan menimbulkan perobahan letaknya G. Untuk mengetahui perobahan dari G ini, maka harus menggunakan dalil momen. Dalam praktek cara mengerjakannya ialah demikian. Terlebih dahulu anda harus mengetahui setiap letak kira-kira dari seluruh berat yang ada, yaitu titik-titik berat dari tangki-tangki bahan bakar, air tawar, perlengkapan dan semua yang ada, diperhitungkan terhadap lunas. Kalikan tiap berat tadi dengan tinggi G diatas lunas, dan hasil dari tiap perkalian ini dijumlah dan kita memperoleh jumlah momen. Kalau jumlah momen ini dibagi dengan jumlah berat yang ada termasuk berat kapal kosong, maka hasilnya merupakan letaknya titik berat kapal yang baru. Dan ini merupakan angka yang menunjukkan letaknya G sekian kaki diatas lunas.

Menggunakan momen untuk peroleh KG

Untuk membicarakan momen, maka disini kita pergunakan sebuah timbangan untuk menjelaskannya.

Pada gambar-5.1 kita gambarkan sebuah timbangan yang panjangnya 80 cm dengan titik berat ditengah-tengah. Bobot seberat 100 kg kita letaknya sejauh 20 cm dari titik tumpu (G). Pertanyaannya sekarang, berapakah jarak dari titik tumbu itu harus diletakkan sebuah bobot yang beratnya 100 kg agar timbangan itu tetap seimbang. Jawabnya sudah barang tentu 20 cm.

Percobaan stabilitas ialah menggeser akan sebuah bobot hingga menyebabkan kapal senget pada sudut tertentu. Dengan meng-gunakan sudut senget ini dan salah satu nilai lainnya yang diketahui, maka kita dapat menghitung KG.Gambar-5.2 Kita anggap kapal sebagai timbangan yang tegak

Gambar 5.1 - Sebuah timbangan untuk menjelaskan stabilitas kapal

Gambar 5.2 - Kita anggap kapal sebagai timbangan yang agak tegak

Momen dari 2000 kg/cm (100 kg x 2- cm) - 2000 kg/cm harus dibalans tlisisi lainnya dari titik tumpu (G) dengan momen yang sama. Dengan membagi 2000 dengan 100 kita peroleh jaraknya dari titik tumpu yaitu 20 cm. Jika bobot disisi itu adalah 200 kg maka jaraknya adalah 10 cm. Dengan kata lain maka momen sekitar titik berat harus sama-sama.

Sekarang kalau disebelah kanan diberi tambahan bobot menjadi 150 kg dan letaknya 20 cm dari titik tumpu, maka timbangan tidak balans atau tidak seimbang lagi. Berapa jauhkah titik tumpu itu harus digeser kearah bobot yang 150 kg itu? dengan kata lain berapa jauh G akan bergeser dengan adanya penambahan bobot disisi kanan tersebut?

Kita tidak dapat merobah momen terhadap titik berat.

Sekarang kita menghitungnya terhadap sebelah kiri dari timbangan itu sebagai berikut :

100 x 20 = 2.000

150 x 60 = 9000 ton/11.000 kg/cm (jumlah momen)

Jumlah momen ini dibagi dengan jumlah berat (berat timbangan diabaikan)

11.000 = 44cm

250

Ini berarti bahwa G-nya Bergeser 4 cm ke kanan.

Sekarang kita bandingkan dengan cara menggunakan momen dalam timbangan

16 x 150 = 2400

24 x 100 = 2400

Keseimbangan timbangan. Kita sekarang mengetahui bahwa jika ada penambahan bobot akan menggeser titik G, dan lebih baik menghitung momen itu terhadap titik tetap. Di kapal titik tetap itu ialah lunas. Jika kita memutar timbangan pada posisi tegak dan kita menganggap kapal, dengan pusat gaya-berat (VCG) di titik tumpu, maka kita dapat menentukan VCG kalau ada bobot yang dimuat atau dibongkar.

Dengan keterangan diatas disini nampak bahwa penambahan bobot akan menimbulkan perpindahan atau pergeseran dari titik G, dan daya putar momen sekitar titik tetap tertentu akan lebih besar.

Pada sebuah kapal, maka titik putar tertentu yang dimaksud ialah lunas (K). Jika posisi timbangan itu tegak dan pada posisi ini kita menganggap sebagai sebuah kapal g titik berat tegaknya (Vertical Centre of Gravity) disingkat VCG berada dititik tumpuannya maka kita dapat menghitung VCG daripada bobot-bobot yang dibongkar atau dimuat dengan menghitung momennya dan kemudian dibagi dengan jumlah bobot-bobot yang ada.

Dengan contoh ini kita tidak memperhitungkan berat timbangannya. Sedangkan pada sebuah kapal berat kosong dan VCG-nya harus diperhitungkan.Momennya kapal kosong ditambahkan pada momen dari semua bobot yang ada.Dengan menggunakan contoh berikut ini, kita menghitung berapakah momen-momen yang dipergunakan untuk memperoleh tingginya titik berat sebuah kapal diatas luasnya (KG)?

contoh :

1.Sebuah kapal kosong displacementnya 5500 ton dan G terletak 6 m diatas lunas. Dimuati bobot 400 ton yang letaknya 3 m diatas dan 250 ton ditempat yang tingginya 8 m diatas titik berat aslinya. Berapakah tinggi titik beratnya baru itu atau berapakah KG barunya itu?

Jika jumlah momen dibagi dengan jumlah bobot, maka akan diperoleh VCG atau KG barunya.jadi titik G barunya diatas lunas (KG baru)

36.200 = 5,8 meter

6.150

2. Kapal kosong displacementnya 4000 ton, KG 7,5 m

Dimuati : 800 ton BBM, titik beratnya 0,6 m diatas lunas; 100 ton air, titik beratnya 0,7 diatas lunas; 50 ton muatan titik beratnya 7 m diatas lunas.

Hitunglah KG barunya:

Jadi X atau KG barunya

5.220 = 5,49 m

950

3. Sebuah kapal dipelabuhan dengan W (displ.) 7000 ton dan KG 6,7 m.

Membongkar barang :

500 ton ditempat 5,2 diatas lunas
400 ton ditempat 3 m diatas lunas-

Memuat :

600 ton ditempat 2,7 m diatas lunas
800 ton ditempat 4,5 m diatas lunas
200 ton ditempat 7,8 diatas lunas

Jawab

Yangdimuat (termasukW)

7.000 x 6,7 = 46.900

600 x 2,7 = 1.620

800 x 4,5 = 3.600

200 x 7,8 = 1.560 +

8.600 53.680 --> 53.680

Yang di bongkar

500 x 5,2 = 2.600

400 x 3,0 = 1.200 +

900 3.800 --> 3.800

(8.600 - 900) xX¹ = 49.880

7.700 = xX¹ = 49.880

Jadi X1 atau KG barunya

49.880 = 6,4779m atau 6,5 meter

7.700

Dengan contoh diatas jelas bahwa untuk menghitung letaknya G merupakan sesuatu yang mudah setelah melakukan bongkar/muat. Yang penting ialah menentukan letak dari G masing-masing barang itu yang memerlukan ketelitian para Perwira. Bagi barang-barang yang berat tidaklah sukar. Akan tetapi jika party barangnya banyak dan kecil-kecil diperlukan ketelitiaan yang khusus untuk mencatat tiap berat dan letak teliti G-nya masaing-masing terhadap lunas kapal.

Baca sebelumnya: Momen Stabilitas Statis

Artikel selanjutnya: Cara Menghitung KG saat bongkar muat

Sumber: Materi Diklat Pelaut