Slide CIV 103 CIV 103 005 006 IDS DINAMIKA FLUIDA

ILMU DASAR SAINS

MEKANIKA ZAT PADAT DAN FLUIDA

Oleh:

Isi

1. Aliran Fluida

2. Karakteristik Aliran Fluida 3. Garis Aliran

4. Kekekalan Massa Dalam Aliran Fluida

Fluida Bergerak

ALIRAN FLUIDA.

• _{Fluida tersusun dari partikel-partikel kecil}

yang masing-masing bergerak dan tunduk pada hukum-hukum tentang gerak. Artinya setiap partikel fluida yang bergerak

berlaku persamaan-persamaan tentang gerak, misalnya s = v.t ( s = jarak

Fluida Bergerak

Karakteristik aliran fluida:

• _{aliran tunak (steady) yang maksudnya}

laju pada setiap partikel fluida yang bergerak (mengalir) dan setiap saat

adalah konstan, karena bila kelajuannya berubah-ubah akan mengakibatkan

berbagai variabel yang lain juga berubah-ubah.

• _{aliran tak tunak (non-steady) yang}

Fluida Bergerak

• _{aliran berolak (rotational) yang} maksudnya adalah partikel fluida

selain bergerak linier juga bergerak anguler (berotasi) dan berarti

mempunyai kelajuan sudut pula.

• _{aliran tak berolak (irrotational)}

Fluida Bergerak

• _{aliran termampatkan}

(compressible)

• _{aliran tak termampatkan}

(incompressible).

• _{aliran kental (viscous)}

Fluida Bergerak

Fluida yang akan dibahas adalah yang mempunyai karakteristik berikut:

• _{tidak kental}

• _{tak termampatkan} • _{tak berolak}

Garis Arus

• _{Garis Arus (stream line) adalah lintasan}

tiap-tiap partikel sepanjang aliran fluida.

• _{Dengan begitu kita dapat memberi definisi}

aliran tunak yaitu fluida bergerak yang mana garis arus masing-masing partikel adalah sejajar yang berarti antara garis arus yang satu dengan lainnnya tidak pernah saling bersilangan.

• _{Akan lebih mudah bila kita memperhatikan}

Kekekalan Massa dalam

Dinamika Fluida

∆m = ρ.A.v.∆t

ρ.A.v = konstan karena hukum kekekalan massa dalam dinamika fluida.

• _{Hal itu mudah dipahami karena} sejumlah fluida yang melewati

bagian pipa tertentu dalam waktu tertentu tentu akan tetap sama

Kontinuitas

Bila aliran tunak, maka:

• _{A.v = konstan atau}

A₁.v₁ = A₂.v₂

disebut sebagai persamaan kontinuitas.

• _{A.v = fluks volume (laju aliran) atau debit aliran.} • _{Keterangan : v = laju aliaran fluida (m/s)}

Kontinuitas

Contoh:

• _{Saluran air pada sebuh rumah ada}

yang berubah dari pipa besar ke pipa kecil. Bila laju air pada pipa yang

besar 10 m/s dan luas penampang pipa yang besar 10-4 m2 , hitunglah

Kontinuitas

Penyelesaian:

Dari data : v₁ = 10 m/s, A₁ = 10-4 m2 , dan A

2 = 10-5

m2 , maka dapat dihitung dengan persamaan

kontinuitas sebagai berikut,

A₁ .v₁ = A₂ .v₂

• 10-4 . 10 = 10-5 . v

2

• maka v₂ = 100 m/s.

• _{dan ternyata laju aliran air dari pipa yang besar}

Bernoulli

• _{y = ketinggian pipa dari bidang mendatar (m)} • _{Persamaan tersebut tetap berlaku walaupun}

fluida tidak mengalir ( v = 0), karena dimensi tekanannya tetap ada yang disebut dengan

Bernoulli

• Laju turunnya

permukaan air (v₁)

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Air mengalir melalui pipa mendatar} dengan luas penampang yang

berubah dari 200 mm2 ke

penampang 100 mm2. Jika laju

aliran pada penampang yang besar 4 m/s, maka laju aliran pada

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Air mengalir pada suatu pipa yang} diameter penampangnya berbeda dengan perbandingan 1 : 3. Jika laju aliran pada pipa yang kecil 36 m/s, maka laju aliran pada pipa yang

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Sebuah pipa besar luas}

penampangnya 6 cm2. Ujungnya

dipasang kran dengan luas

penampang 2 cm2. Laju aliran pada

pipa yang besar 3 m/s, maka

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Sebuah tangki air diletakkan di}

tanah. Tinggi permukaan air dalam tangki 2 m. Pada ketinggian 0,2 m dari tanah terdapat lubang kecil

sehingga air keluar melalui lubang tersebut. Jika g = 10 m/s2, maka

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Sebuah tangki berisi air diletakkan} di tanah. Tinggi permukaan air 2 m. Jika pada ketinggian 0,4 m dari

tanah terdapat lubang sehingga air keluar. Jarak mendatar dihitung dari sisi tangki yang dapat dicapai air

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Seorang petugas pompa bensin}

mengisi tangki bahan bakar sebuah kendaraan sebanyak 75 liter dalam waktu 2,5 menit. Debit aliran bensin yang keluar dari ujung selang

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Sebuah pipa air berdiameter besar} disambung dengan pipa

berdiameter kecil. Bila kelajuan air pada pipa yang besar 4 m/s dan

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Bila debit aliran pada pipa 1,8 liter} per sekon dan luas penampang pipa 3 cm2, maka laju aliran pada pipa

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

• _{Satu kantung infus yang berisi cairan} 500 mL diatur sedemikian rupa

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK