Slide CIV 103 CIV 103 005 006 IDS DINAMIKA FLUIDA

25 

Teks penuh

(1)

ILMU DASAR SAINS

MEKANIKA ZAT PADAT DAN FLUIDA

Oleh:

(2)

Isi

1. Aliran Fluida

2. Karakteristik Aliran Fluida 3. Garis Aliran

4. Kekekalan Massa Dalam Aliran Fluida

(3)

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

(4)

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

(5)

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)

(6)

Fluida Bergerak

aliran termampatkan

(compressible)

aliran tak termampatkan

(incompressible).

aliran kental (viscous)

(7)

Fluida Bergerak

Fluida yang akan dibahas adalah yang mempunyai karakteristik berikut:

tidak kental

tak termampatkantak berolak

(8)

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

(9)

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

(10)

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)

(11)

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

(12)

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

(13)

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

(14)

Bernoulli

• Laju turunnya

permukaan air (v1)

(15)
(16)

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

(17)

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

(18)

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

(19)

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

(20)

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

(21)

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

(22)

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

(23)

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

(24)

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

Satu kantung infus yang berisi cairan 500 mL diatur sedemikian rupa

(25)

SOAL LATIHAN

FLUIDA BERGERAK

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...