Universitas Gadjah Mada 1
I. Rencana Program dan Kegiatan Pembelajaran
Semester (RPKPS)
Fakultas : Teknik Jurusan : Teknik Sipil Nama matakuliah : HIDROLIKA Kode/SKS : TKS2125/2SKS
Prasyarat : -
Status : Wajib
Deskripsi singkat matakuliah
Mata kuliah Hidraulika dimaksudkan agar mahasiswa memahami dan mampu menyelesaikan permasalahan-permasalahan hidraulika, terutama aliran dalam pipa, saluran terbuka dan analisis dimensi. Bagian awal perkuliahan, mahasiswa diberikan pemahaman permasalahan-permasalahan yang ada hubungannya dengan perilaku zat cair riil yang meliputi aliran laminer dan turbulen, percobaan Osborn Reynolds, hukum tahanan gesek, aliran laminer dalam pipa, aliran turbulen dan tegangan Reynolds, panjang campur prandtl, lapis batas, dan kekasaran permukaan. Selanjutnya akan dibahas dasar-dasar aliran zat cair riil melalui pipa, meliputi kehilangan tenaga pada aliran melalui pipa, distribusi kecepatan, persamaan tahanan gesek pipa, rumus-rumus empiris, pengaliran dalam pipa tidak lingkaran, pengaruh pertambahan umur pipa, dan kehilangan tenaga sekunder dalam pipa. Berikutnya diberikan aliran melalui sistem pipa, seperti pipa dengan turbin dan pompa, pipa dalam hubungan seri, paralel, pipa menghubungkan beberapa kolam, jaringan pipa, dsb. Kemudian dijelaskan aliran melalui saluran terbuka, meliputi klasifikasi aliran, distribusi kecepatan, aliran seragam, tampang lintang ekonomis, aliran tidak seragam, energi spesifik, debit maksimum, kemiringan kritik dasar saluran, loncat air, aliran berubah beraturan, klasifikasi profil muka air, dan hitungan profil muka air. Pada bagian terakhir adalah Model dan Analisa Dimensi, yang meliputi sifat sebangun, gaya-gaya pada aliran zat cair, angka tak berdimensi, studi model, analisa dimensi, kesamaan dimensi, dan metode analisa dimensi.
Universitas Gadjah Mada 2 Tujuan pembelajaran
Mahasiswa yang telah menyelesaikan kegiatan pembelajaran minimal 70% kuliah, diskusi, latihan dan penyelesaian tugas diharapkan pada akhir perkuliahan, mahasiswa dapat memahami dan melakukan analisis hidraulika melalui pipa dan saluran terbuka serta membuat dan menganalisis model hidraulis untuk menunjang perancangan bangunan air.
Materi pembelajaran A. Aliran zat cair riil
1. Pendahuluan
2. Hukum Newton tentang kekentalan fluida 3. Aliran Laminer dan Turbulen
4. Percobaan Osborn Reynolds 5. Hukum Tahanan Gesek 6. Aliran Laminer Dalam Pipa 7. Aliran Turbulen dan Tegangan 8. Panjang Campur Prandtl 9. Lapis Batas
10. Kekasaran Pennukaan
11. Aliran Mantab melalui Sistem Pipa 12. Pendahuluan
13. Kehilangan Tenaga Aliran Melalui Pipa 14. Distribusi Kecepatan
15. Kecepatan Rerata
16. Persamaan Tahanan Gesek Pipa 17. Rumus-Rumus Empiris
18. Pengaliran Dalam Pipa Tidak Lingkaran 19. Pengaruh Pertambahan Umur Pipa
20. Kehilangan Tenaga Sekunder Dalam Pipa
B. Aliran Mantab melalui Sistem Pipa 1. Pendahuluan
2. Garis Tenaga dan Garis Tekanan 3. Pipa dengan Turbin
4. Pipa dengan Pompa 5. Sistem Pemipaan 6. Jaringan Pipa
Universitas Gadjah Mada 3 C. Aliran Mantap malalui Saluran Terbuka
1. Pendahuluan 2. Klasifikasi Aliran 3. Distribusi kecepatan 4. Aliran Seragam
5. Tampang Lintang Ekonomis 6. Aliran Tidak Seragam 7. Energi Spesifik 8. Debit Maksimum
9. Kemiringan kritik Dasar Saluran 10. Loncat Air
11. Aliran Berubah Beraturan 12. Klasifikasi Profil Muka Air 13. Hitungan Profil Muka Air
D. Model dan Analisis Dimensi 1. Pendahuluan
2. Sifat Sebangun
3. Gaya-Gaya Pada Aliran Zat Cair 4. Angka Tak Berdimensi
5. Studi Model 6. Analisa Dimensi 7. Kesamaan Dimensi 8. Metode Anafisa Dimensi
Outcome pembelajaran
1. mahasiswa akan memahami aliran zat cair riil menyebabkan terjadinya tegangan geser baik antar partikel zat cair maupun antara zat cair dan dinding batas, dan tegangan geser tersebut menyebabkan terjadinya kehilangan tenaga.
2. mahasiswa akan memahami dan menjelaskan sifat-sifat aliran turbulen.
3. mahasiswa akan memahami dan dapat menjelaskan serta menghitung permasalahan aliran melalui pipa.
4. mahasiswa akan memahami dan dapat menjelaskan serta menghitung aliran mantap dan seragam melalui saluran terbuka.
5. mahasiswa akan memahami dan dapat menjelaskan serta menghitung aliran mantap dan seragam melalui saluran terbuka.
Universitas Gadjah Mada 4 6. mahasiswa akan memahami dan dapat melakukan analisis dimensional pada suatu
penelitian tentang hubungan antara beberapa parameter gaya dan gerak dalam aliran serta merancang model skala untuk fenomena keairan dan bangunan air.
Rencana kegiatan pembelajaran mingguan Minggu ke : 1
Topik : Pendahuluan
Metode pembelajaran dan bentuk kegiatan:
Metode pembelajaran yang digunakan adalah metode ceramah (kuliah/tatap muka), diskusi dan latihan di kelas. Materi perkuliahan diberikan dalam bentuk Power-Point. Fasilitas yang diperlukan dalam perkuliahan adalah komputer, viewer dan pengeras suara. Kuliah pertama ini berisi penjelasan tentang garis besar materi kuliah Flidraulika, aplikasi materi kuliah Hidraulika di lapangan.
Minggu ke : 2 dan 3
Topik : Aliran Zat Cair Riil
Metode pembelajaran dan bentuk kegiatan:
Metode pembelajaran yang digunakan adalah metode ceramah (kuliah/tatap muka), diskusi dan latihan di kelas. Materi perkuliahan diberikan dalam bentuk Power-Point.Fasilitas yang diperlukan dalam perkuliahan adalah komputer, viewer dan pengeras suara.
Materi yang diberikan pada pertemuan ini meliputi hukum Newton tentang kekentalan fluida, aliran laminer dan turbulen, Percobaan Osborn Reynolds, Hukum Tahanan Gesek, Aliran Laminer Dalam Pipa, Aliran Turbulen dan Tegangan Reynolds, Panjang Campur Prandtl, Lapis Batas, dan Kekasaran Permukaan.
Minggu ke :4 dan 5
Topik : Aliran Melalui Pipa
Metode pembelajaran dan bentuk kegiatan
Metode pembelajaran yang digunakan adalah metode ceramah (kuliah/tatap muka), diskusi dan latihan di kelas dan tugas individual. Materi perkuliahan diberikan dalam bentuk Power-Point. Fasilitas yang diperlukan dalam perkuliahan adalah komputer, viewer dan pengeras suara. Materi yang diberikan pada pertemuan ke 4 dan 5 adalah Kehilangan Tenaga Aliran Melalui Pipa, Distribusi Kecepatan, Kecepatan Rerata, Persamaan Tahanan Gesek, Rumus-rumus Empiris Kecepatan Aliran, Pengaliran Dalam Pipa Tidak Lingkaran, Pengaruh Pertambahan Umur Pipa, Kehilangan Tenaga Sekunder Dalam Pipa. Pada setiap materi diberikan contoh aplikasi lapangan dan contoh soal dan penyelesaiannya.
Universitas Gadjah Mada 5 Minggu ke : 6 dan 7
Topik : Aliran Melalui sistem Pipa Metode pembelajaran dan bentuk kegiatan
Metode pembelajaran yang digunakan adalah metode ceramah (kuliah/tatap muka), diskusi dan latihan di kelas. Materi perkuliahan diberikan dalam bentuk Power-Point. Fasilitas yang diperlukan dalam perkuliahan adalah komputer, viewer dan pengeras suara.
Materi yang diberikan pada perkuliahan ke 6 dan ke 7 meliputi :Garis Tenaga dan Tekanan, Pipa Dengan Turbin, Pipa Dengan Pompa, Sistem Pemipaan, Janngan Pipa. Pada setiap materi diberikan contoh aplikasi lapangan dan contoh soal dan penyelesaiannya.
Minggu ke : 8
Topik : UJIAN TENGAH SEMESTER
Bahan ujian : Pendahuluan sampai dengan Aliran Melalui Sistem Pipa Minggu ke :9, l0 dan ll
Topik : Aliran Melalui Saluran Terbuka Metode pembelajaran dan bentuk kegiatan
Metode pembelajaran yang digunakan adalah metode ceramah (kuliah/tatap muka), diskusi dan latihan di kelas. Pada perkuliahan ke 9 diberikan materi aliran melalui saluran terbuka, meliputi klasifikasi aliran, distribusi kecepatan, aliran seragam, tampang lintang ekonomis. Diskusi dan latihan hitungan serta penjelasan contoh aplikasi diberikan pada setiap materi. Pada pertemuan ke 10 diberikan materi energi spesifik, debit maksimum, kemiringan kritik dasar saluran, loncat air. Contoh aplikasi diberikan dalam bentuk foto dan video, terutama untuk memberikan gambaran aliran dan loncat air di lapangan. Pada pertemuan ke 11 diberikan materi aliran tidak seragam, aliran berubah beraturan, klasifikasi profil muka air, dan hitungan profil muka air. Contoh-contoh hitungan dan latihan penyelesaian soal diberikan terutama untuk menghitung profil muka air.
Minggu ke : 12, 13, dan 14
Topik : Model dan Analisa Dimensi Metode pembelajaran dan bentuk kegiatan
Metode pembelajaran yang digunakan adalah metode ceramah (kuliah/tatap muka), visualisasi dan diskusi. Materi yang diberikan pada pertemuan ke 12 adalah tentang Model yang meliputi sifat sebangun, gaya-gaya pada aliran zat cair, angka tak berdimensi, dan studi model. Latihan aplikasi diberikan pada akhir perkuliahan Materi pada perkuliahan ke 13 adalah tentang analisa dan kesamaan dimensi. Dan pada perkuliahan ke 14 diberikan materi metode analisa dimensi yang disertai dengan contoh dan latihan penyelesaian permasalahan-permasalahan analisa dimensi.
Universitas Gadjah Mada 6 Minggu ke :15
Topik : Penutup
Metode pembelajaran dan bentuk kegiatan
Dalam kuliah penutup, evaluasi pembelajaran akan dilakukan dengan diskusi. Review tentang materi pembelajaran akan dilakukan dengan diskusi, sehingga hal-hal yang belum belum dipahami dan dikuasai dapat diidentifikasi dan dapat diberi penekanan kembali.
Minggu ke : 16
Topik : UJIAN AKHIR
Bahan ujian : Aliran Saluran Terbuka sampai dengan Analisa Dimensi
Evaluasi
Fungsi utama evaluasi adalah untuk menentukan hasil pembelajaran. Dalam evaluasi, assessment dan pengukuran (measurement) perlu dilakukan. Assessment dirancang untuk mengukur prestasi belajar mahasiswa sebagai hasil proses pembelajaran, sedang pengukuran adalah penilaian terhadap produk belajar mahasiswa dan hubungannya dengan standar prestasi atau norma. Questioner tentang proses pembelajaran akan diberikan kepada mahasiswa pada akhir kuliah untuk mendapatkan umpan balik dan mahasiswa. Teknik pengukuran dapat menggunakan pengukuran acuan norma (PAN) dan pengukuran acuan patokan/criteria (PAP). Untuk melakukan pengukuran, alat ukur yang dipakai (tes/ujian) haruslah relevan, seimbang, berdayaguna dan efisien, obyektif, spesifik, tingkat kesulitan yang sesuai, punya daya pembeda yang jelas, terpercaya dan dengan waktu yang disediakan cukup. Untuk matakuliah Hidrulika, pengukuran diperoleh dan keaktifan mahasiswa, pemahaman mahasiswa tentang konsep dasar hidraulika pipa dan hidraulika saluran terbuka. Penilaian hasil pembelajaran didasarkan pada hasil kegiatan mahasiswa dalam satu semester dengan bobot tertentu yaitu tugas/latihan/Quis (bobot 20%), ujian sisipan (bobot 40%) dan ujian akhir (bobot 40%).
Referensi A. Wajib
Universitas Gadjah Mada 7 Tambahan
1. Chow, Ven Te, 1997, Hidrolika Saluran Tebuka (Terjemahan), PT Erlangga, Jakarta. 2. Hwang,N.FLC, hita,CE,1987 Hydraulic engineering System, Prentic-Hall, mc,
Newjersey.
3. Mohanty, A.k.,1986, Fluid Mechanic, Prentice Hall of Imdia, New Dehli.
4. Rangga Raju, K.G,1986, Aliran Melalui Saluran Tebuka (Terjemahan), PT. Erlangga, Jakarta.
