Analisis Gaya Angkat pada Pelat dengan Tekanan dan Tegangan Geser yang Diberikan

Dalam soal ini, kita diminta untuk menentukan gaya angkat yang dibangkitkan oleh sebuah pelat dengan tekanan dan tegangan geser yang diberikan. Gambar yang diberikan menunjukkan rata-rata tekanan dan tegangan geser yang bekerja pada pelat dengan luas 1 m^2. Pertama-tama, mari kita pahami konsep dasar tentang tekanan dan tegangan geser. Tekanan adalah gaya yang bekerja pada suatu permukaan yang diberikan oleh gaya yang merata pada luas permukaan tersebut. Tekanan dapat dihitung dengan membagi gaya yang bekerja pada permukaan dengan luas permukaan tersebut. Tegangan geser, di sisi lain, adalah gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan yang diberikan oleh gaya yang merata pada luas permukaan tersebut. Tegangan geser dapat dihitung dengan membagi gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan dengan luas permukaan tersebut. Dalam kasus ini, gambar menunjukkan bahwa tekanan dan tegangan geser yang bekerja pada pelat adalah konstan di seluruh permukaan pelat. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan nilai rata-rata tekanan dan tegangan geser yang diberikan untuk menghitung gaya angkat yang dibangkitkan oleh pelat. Untuk menghitung gaya angkat, kita dapat menggunakan prinsip dasar hidrostatika. Prinsip ini menyatakan bahwa gaya angkat yang dibangkitkan oleh suatu benda yang terendam dalam fluida sebanding dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Dalam kasus ini, pelat terendam dalam fluida, sehingga gaya angkat yang dibangkitkan oleh pelat sebanding dengan berat fluida yang dipindahkan oleh pelat. Berat fluida yang dipindahkan oleh pelat dapat dihitung dengan mengalikan volume fluida yang dipindahkan oleh pelat dengan massa jenis fluida. Volume fluida yang dipindahkan oleh pelat dapat dihitung dengan mengalikan luas permukaan pelat dengan perubahan tinggi fluida yang disebabkan oleh pelat. Massa jenis fluida dapat dihitung dengan membagi massa fluida dengan volume fluida. Setelah kita menghitung berat fluida yang dipindahkan oleh pelat, kita dapat menghitung gaya angkat yang dibangkitkan oleh pelat dengan mengalikan berat fluida dengan percepatan gravitasi. Dengan menggunakan nilai rata-rata tekanan dan tegangan geser yang diberikan, kita dapat menghitung gaya angkat yang dibangkitkan oleh pelat.