kuliah ke 10 fluida

Upload: yujinn-janngka

Post on 10-Feb-2018

244 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    1/18

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    2/18

    Pokok Bahasan

    Fluida statik

    Prinsip Pascal Prinsip Archimedes

    Fluida dinamik

    Persamaan Bernoulli

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    3/18

    Pada temperatur normal, zat dapat berwujud:

    a a an o

    Cair/LiquidFluida

    Fluida? Zat yang dapat mengalir dan memiliki bentuk seperti

    wadah yang menampungnya

    Atom-atom dan molekul-molekul bebas ber erak

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    4/18

    Fluida Besaran penting untuk mendeskripsikan fluida? Rapat massa (densitas)

    satuan:3 = -3 3

    a r = . x g m = . g cm

    (es) = 0.917 x103 kg/m3 = 0.917 g/cm3

    (udara) = 1.29 kg/m3 = 1.29 x10-3 g/cm3

    (Hg) = 13.6 x103 kg/m3 = 13.6 g/cm3

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    5/18

    Fluidasatuan :

    Besaran penting untuk mendeskripsikan fluida?

    Tekanan

    A= Fp

    1 N/m2 = 1 Pa (Pascal)

    1 bar = 105 Pa

    1 mbar = 102 Pa

    1 torr = 133.3 Pa

    1atm = 1.013 x105 Pa

    = 1013 mbar= 760 Torr

    = 14.7 lb/ in2 (=PSI)

    ,didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu

    permukaan persatuan luas permukaan

    nFpA= A

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    6/18

    0p

    nggapan: u a a

    termampatkan (incompressible) y1 y2A

    p1

    F1

    Rapat massa konstan p2

    F2

    mg

    Bayangkan volume fluida khayal (kubus, luas penampang A)

    Resultan semua gaya pada volume tersebut harus NOL

    - - =

    ApApFF 1212 = +=gyymg 12 =

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    7/18

    u a a am ea aan am

    setimbang

    y

    tak ada perubahan tekanan

    pada kedalaman yang sama

    p(y)

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    8/18

    Dengan Hk. Newton:

    Tekanan merupakan fungsi kedalaman: p = gy Prinsip Pascal membahas bagaimana perubahan

    tekanan diteruskan melalui fluida

    Perubahan tekanan fluida pada suatu bejana tertutup akan

    diteruskan pada setiap bagian fluida dan juga pada dinding.

    Prinsip Pascal tuas/pengungkit hidrolik

    Penerapan gaya yang cukup kecil di tempat tertentu dapat

    menghasilkan gaya yang sangat besar di tempat yang lain.

    Ba aimana den an kekekalan ener i?

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    9/18

    Gaya ke bawah F1 bekerja pada

    piston dengan luasA1.F F21

    sehingga menghasilkan gaya keatas F2.

    1

    d

    2d

    akibat F1 yaitu F1/A1 diteruskanpada fluida.

    A A 21

    2

    2

    1

    1

    A

    F

    A

    F=

    1

    212

    A

    AFF =

    F2 > F1 : pelanggaran hukum kekekalan

    energi??

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    10/18

    Misalkan F beker a se an an Fjarak d1.

    Berapa besar volume fluidad

    yang p n a an1

    d

    dV A=21

    volume ini menentukan seberapa jauh

    piston di sisi yang lain bergerak

    12 VV =2

    112

    A

    Add =

    12

    11

    1

    21222 W

    Ad

    AFdFW ===

    1

    yang dilakukan F2

    kekekalan energi

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    11/18

    Men ukur berat suatu benda di udara W tern ata

    berbeda dengan berat benda tersebut di air (W2)

    W2?W1

    1 2

    Mengapa? arena te anan pa a ag an

    bawah benda lebih besar

    dari ada ba ian atasn a, air

    memberikan gaya resultan keatas, gaya apung, pada benda.

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    12/18

    Gaya apung sama dengan selisih tekanan dikalikan

    luas.)Ay-g(y)( 12== AppF 12B

    fluidapindah_fluidafluida_dlm_bendafluidaB ===

    Gaya apung sama dengany1

    y

    F1

    dipindahkan oleh benda. A

    p1

    p2

    Besar gaya apung menentukanapakah benda akan terapung atau

    tenggelam dalam fluida

    2

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    13/18

    Tera un atau ten elam?

    y

    Kita dapat menghitung bagian benda

    terapung yang berada di bawah

    F mgB

    permu aan u a:

    Benda dalam keadaan setimbang

    mgFB =

    bendabendabffluida VgVg =

    bendabfV =u aen a

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    14/18

    Statik: rapat massa & tekanan

    Fluida dinamik/

    kecepatan alir ergera

    Beberapa anggapan (model) yang digunakan:

    Tak kompressibel (incompressible)Temperaturnya tidak bervariasi

    Alirannya tunak, sehingga kecepatan dan tekanan

    fluida tidak bergantung terhadap waktu

    Alirannya tidak berrotasi (irrotational)

    Tidak kental

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    15/18

    Persamaan KontinuitasKekalan massa pada

    aliran fluida ideal

    A1,v1A2,v2

    l1

    l2

    Volume fluida yang melewati permukaanA1 dalam waktu tsama dengan volume melewati permukaanA2:

    2211 AA

    =

    = ll

    Dalam besaran debit konstan==Av

    2211 vAvA =

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    16/18

    Menyatakan kekekalan energi pada aliran fluida

    A

    AA,p

    AlA

    Fluida pada tit ik B mengalir sejauh Bdan mengakibatkan fluida di A mengalir

    lB

    hA

    se au A.

    Usaha yang dilakukan pada fluida di B:

    hB Usaha yang dilakukan pada fluida di A:

    BBBBBB p==

    AAAAAA ==

    BAgrav g =

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    17/18

    BAAAABBBgravABtotal mghmghApApWWWW +=++= ll

    BAAAABBB2

    B2

    A 21

    21 mghmghApApmvmvK +== ll

    B2

    BBA2

    AA

    11ghvpghvp ++=++

    (Persamaan Bernoulli)

  • 7/22/2019 Kuliah Ke 10 Fluida

    18/18

    Contoh aplikasi

    Gaya angkat sayap pesawat terbang

    Optimalisasi kinerja olahraga