MEKANIKA FLUIDA. Nastain, ST., MT. Suroso, ST.

Informasi Dokumen

Penulis:

Nastain, ST.
MT. Suroso, ST.

Sekolah: Unsoed

Mata Pelajaran: Teknik Sipil

Topik: Mekanika Fluida

Tipe: buku

Tahun: 2005

Kota: Purwokerto

Ringkasan Dokumen

I. Pendahuluan

Bagian ini menjelaskan tujuan instruksional umum dan khusus yang diharapkan dapat dicapai oleh mahasiswa dalam mempelajari mekanika fluida. Tujuan instruksional umum adalah agar mahasiswa dapat merencanakan bangunan air berdasarkan konsep mekanika fluida. Tujuan khusus mencakup penjelasan mengenai sejarah mekanika fluida, definisi, ruang lingkup, serta tipe aliran fluida. Hal ini penting untuk memberikan dasar pengetahuan yang kuat bagi mahasiswa dalam memahami aplikasi mekanika fluida dalam teknik sipil.

1.1. Sejarah Mekanika Fluida

Sejarah mekanika fluida dimulai dari peradaban kuno hingga perkembangan teori modern. Penemuan oleh tokoh-tokoh seperti Archimedes dan Newton menjadi fondasi penting dalam memahami perilaku fluida. Sejarah ini memberikan konteks bagi mahasiswa mengenai evolusi konsep mekanika fluida dan aplikasinya dalam teknik.

1.2. Definisi Fluida

Definisi fluida mencakup perbedaan antara fluida dan zat padat, serta karakteristik perilaku fluida terhadap tegangan geser. Pemahaman ini penting untuk membedakan jenis-jenis fluida dan aplikasinya dalam berbagai konteks teknik.

1.3. Ruang Lingkup Mekanika Fluida

Ruang lingkup mekanika fluida sangat luas, mencakup berbagai disiplin ilmu seperti hidrologi dan aerodinamika. Pengetahuan ini relevan bagi mahasiswa untuk memahami interaksi fluida dalam kehidupan sehari-hari dan aplikasinya dalam teknik sipil.

1.4. Tipe Aliran Fluida

Tipe aliran fluida dibedakan menjadi aliran tunak dan tak tunak, seragam dan tak seragam, serta termampatkan dan tak termampatkan. Pemahaman tentang tipe aliran ini penting untuk analisis dan perancangan sistem aliran dalam teknik.

1.5. Dimensi dan Satuan

Bagian ini membahas pentingnya dimensi dan satuan dalam mekanika fluida. Sistem satuan internasional (SI) dijelaskan untuk memastikan mahasiswa memahami pengukuran yang tepat dalam konteks teknik.

II. Sifat-sifat Fluida

Di bagian ini, sifat-sifat fluida seperti rapat massa, kekentalan, kemampatan, tegangan permukaan, dan kapilaritas dijelaskan. Mahasiswa diharapkan dapat memahami dan menghitung sifat-sifat ini untuk aplikasi praktis dalam teknik sipil. Setiap sifat memiliki pengaruh signifikan terhadap perilaku fluida dalam berbagai kondisi.

2.1. Pendahuluan

Pendahuluan ini memberikan gambaran umum tentang sifat-sifat umum fluida yang akan dibahas lebih lanjut. Memahami sifat-sifat ini adalah kunci untuk analisis yang lebih mendalam dalam mekanika fluida.

2.2. Rapat Massa

Rapat massa adalah ukuran konsentrasi massa dalam suatu volume. Pemahaman ini penting dalam menentukan berat jenis dan perhitungan lainnya yang berkaitan dengan fluida.

2.3. Kekentalan

Kekentalan menggambarkan kemampuan fluida untuk melawan aliran. Ini adalah faktor penting dalam desain sistem pipa dan aliran fluida lainnya.

2.4. Kemampatan

Kemampatan berhubungan dengan perubahan volume fluida akibat tekanan. Ini penting dalam konteks fluida gas dan aplikasi hidrolika.

2.5. Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan adalah gaya yang bekerja pada permukaan fluida, mempengaruhi interaksi antara fluida dan benda. Ini relevan dalam banyak aplikasi teknik, termasuk desain waduk dan saluran.

2.6. Kapilaritas

Kapilaritas terjadi akibat interaksi antara gaya kohesi dan adesi. Memahami fenomena ini penting untuk aplikasi dalam pengairan dan pemindahan fluida.

III. Statika Fluida

Bagian ini membahas konsep statika fluida, termasuk tekanan dan hukum Pascal. Mahasiswa diharapkan dapat menghitung tekanan hidrostatik dan gaya hidrostatik pada bidang terendam, yang sangat penting dalam desain struktur yang berhubungan dengan air.

3.1. Pendahuluan

Pendahuluan ini menjelaskan kondisi fluida statis dan pentingnya memahami tekanan dalam konteks teknik sipil.

3.2. Tekanan

Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. Pemahaman ini penting dalam menghitung gaya yang bekerja pada struktur yang terendam.

3.3. Hukum Pascal

Hukum Pascal menjelaskan bahwa tekanan dalam fluida statis sama di segala arah. Ini adalah prinsip dasar yang digunakan dalam banyak aplikasi teknik.

3.4. Tekanan Hidrostatik

Tekanan hidrostatik ditentukan oleh kedalaman fluida. Mahasiswa harus memahami bagaimana tekanan ini mempengaruhi desain struktur bawah air.

3.5. Tekanan Atmosfer dan Manometer

Tekanan atmosfer mempengaruhi pengukuran tekanan dalam sistem fluida. Manometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan, penting dalam berbagai aplikasi teknik.

3.6. Gaya Hidrostatik pada Bidang Terendam

Gaya hidrostatik yang bekerja pada bidang terendam dapat dihitung berdasarkan tekanan. Ini penting untuk desain pintu air dan struktur lainnya.

IV. Keseimbangan Benda Terapung

Bagian ini membahas hukum Archimedes dan prinsip keseimbangan benda terapung. Mahasiswa diharapkan dapat menghitung gaya apung dan mengevaluasi kestabilan benda terendam atau terapung, yang penting dalam desain kapal dan struktur terapung lainnya.

4.1. Pendahuluan

Pendahuluan ini menjelaskan interaksi gaya pada benda yang terendam dalam fluida dan pentingnya memahami gaya apung.

4.2. Hukum Archimedes

Hukum Archimedes menyatakan bahwa benda yang terendam akan mengalami gaya apung sebesar berat fluida yang dipindahkan. Ini adalah konsep kunci dalam mekanika fluida.

4.3. Kestabilan Benda Terapung

Kestabilan benda terapung ditentukan oleh posisi pusat berat dan pusat apung. Memahami ini penting untuk desain kapal dan struktur terapung.

V. Kinematika Fluida

Di bagian ini, mahasiswa belajar tentang gerak partikel fluida tanpa mempertimbangkan gaya yang menyebabkan gerakan tersebut. Konsep garis arus dan pipa arus diperkenalkan, serta persamaan kontinuitas yang penting dalam analisis aliran.

5.1. Pendahuluan

Pendahuluan ini memberikan gambaran tentang kinematika fluida dan pentingnya memahami gerakan partikel dalam aliran.

5.2. Garis Arus dan Pipa Arus

Garis arus menunjukkan arah gerak partikel dalam aliran, sementara pipa arus menggambarkan aliran dalam tabung. Ini penting untuk analisis aliran dalam sistem pipa.

5.3. Percepatan dalam Aliran Air

Percepatan dalam aliran dapat disebabkan oleh perubahan geometri atau waktu. Memahami percepatan ini penting untuk analisis aliran yang lebih kompleks.