Seperti kita ketahui bahwa material sedimen dapat tertransportasi dengan adanya Seperti kita ketahui bahwa material sedimen dapat tertransportasi dengan adanya agen pem
agen pembawbawanya yaianya yaitu , berupa aitu , berupa air , r , es dan angies dan angin . n . sasaat dibaat dibawa oleh air wa oleh air karena sikarena si partikel
partikel sedimen sedimen ini ini akan akan “bergerak” “bergerak” dulu dulu sebelum sebelum diendapkann diendapkann oleh oleh agen agen transportasitransportasi tadi maka akan terjadi mekanisme mekanisme berbeda dari pergerakan partikel sedimen tadi maka akan terjadi mekanisme mekanisme berbeda dari pergerakan partikel sedimen bergantung
bergantung dari dari sifat sifat agen agen agen agen transport transport yang yang mengangkutnya mengangkutnya dan dan tentu tentu saja saja menurutmenurut aturan aturan fisika. seperti pemahaman mekanika fluida, gaya gaya yang bekerja di aturan aturan fisika. seperti pemahaman mekanika fluida, gaya gaya yang bekerja di dalam fluida, sifat fisik dari fluida yang mengangkut, dan lain sebagainya merupakan dalam fluida, sifat fisik dari fluida yang mengangkut, dan lain sebagainya merupakan faktor faktor yang bekerja pada pengangkutan sedimen. kita sebut fluida disini sebagai faktor faktor yang bekerja pada pengangkutan sedimen. kita sebut fluida disini sebagai mater
material paling ial paling umum yang umum yang mengangmengangkut sedimen karena kut sedimen karena angin, air, dan angin, air, dan matermaterial serupaial serupa juga
juga fluida. fluida. secara secara defirintif defirintif fluida fluida ini ini adalah adalah substance substance (zat) (zat) yang yang mampu mampu berubahberubah bentuknya dan ukurannya karena berat massanya sendiri (Boggs, 2006).
bentuknya dan ukurannya karena berat massanya sendiri (Boggs, 2006). Dasar Dasar Aliran Fluida
Dasar Dasar Aliran Fluida
setidaknya ada beberapa faktor fisik yang ada dalam tubuh fluida yang mempengaruhi setidaknya ada beberapa faktor fisik yang ada dalam tubuh fluida yang mempengaruhi mekanisme transportasi fluida. dua yang paling penting adalah densitas dan viskositas mekanisme transportasi fluida. dua yang paling penting adalah densitas dan viskositas yang akan kita bahas disini sebelum mengacu kepada faktor faktor lain (kinematika yang akan kita bahas disini sebelum mengacu kepada faktor faktor lain (kinematika
QuickTime™ and a QuickTime™ and a
decompressor decompressor are needed to see this picture. are needed to see this picture.
gerakan aliran fluida) yang dipengaruhi oleh dua karakter fisik ini.
densitas fluida dilambangkan dengan ρ (rho) merupakan massa per unit volume fluida. densitas mempengaruhi magnitud (tingkat) gaya yang bekerja dalam fluida dan diatas bed juga seiring dengan kemampuan partikel akan jatuh (settle) dalam fluida (lebih lambat di fluida yang leibh padat). densitas ini memiliki pengaruh khusus pada fluida terutama yang di ada lereng yang disebabkan oleh gravitasi. densitas bervariasi pada fluida yang berbeda, dan hal ini akan mempengaruhi perilaku fluida dalam mengangkut sedimen juga berbeda sebagai contoh air memiliki densitas 0.998 g/mL pada temperatur 20° C, dan ternyata udara lebih kecil 700 kali dibandingin air densitasnya. maka bisa dibayangin benda yang jatuh bebas (tidak ada lagi aliran secara lateral) di udara pasti lebih cepat
(plus gesekan udara diam) dibandingkan di air yang tenang. densitas fluida berkurang seiring dengan bertambahnya tempertur fluida.
Viskositas diartikan sebagai ukuran kemampuan fluida untuk mengalir (Boggs, 2006), atau ukuran ketahanan fluida terhadap deformasi oleh shear stress dan tensile stress (Wikipedia LOL). atau di dalam mekanika fluida viskositas yang umum dari definisi ini dikenal juga sebagai viskositas dinamik (Dynamic viscosity atau µ) meski dikenal juga viskositas kinematik (Kinematic viscosity atau v). fluida dengan viskositas yang lebih tinggi (atau lebih kental) akan mengalir lebih lambat daripada yang viskositanya rendah (lebih encer), viskosiatas air lebih rendah dari madu.air memiliki viskositas 55 kali lebih besar dari udara pada suhu 20° C (Blatt, Middleton, Murray, 1980). sama dengan densitas
viskositas juga akan menurun seiring dengan bertambahnya temperatur atau viskositas akan naik jika temperatur turun . menurut Boggs (2006) viskoistas ini memegang peranan penting dalam mempengaruhi turbulensi air , dimana meningkatnya viskositas akan menaikan turbulensi arus (Boggs, 2006). menurunnya tubulensi juga akan menambah kemampuan air dalam mengerosi dan meng’entrain’ sedimen.
Viskositas dinamik
pemahaman mengenai viskoistas dan penjelasan detailnya bisa dipahami melalui percobaan sederhana dua plate yang bergerak saling berlawanan pada permukaan (atas
dan dasar) fluida.
dari gambar diatas kita bisa simpulkan ada dua plat yang membatasi fluida plat yang bawah statis (diam) plat yang diatas bergerak. gaya pergeseran (shear stress) alias τ (thou) diartikan sebagai besarnya gaya yang diperlukan untuk menggeser plat yang diatas melawan gaya viskositas molekuler fluida ( µ dibaca: myu) terhadap seberapa besar pergeseran. diekspresikan dalam persamaan dibawah ini:
QuickTime™ and a decompressor are needed to see this picture.
τ = µ(du/dy)……… (1)
dimana:
τ = shear stress (satuannya gaya perunit area atau dyne/cm2)
µ = viskositas molekular
du =perubahan jarak plat yang bergeser terhadap titik awal
dy = jarak antar plat
di lihat ekspresi rumus diatas, kita bisa lihat semakin besar nilai viskositas molekular ( µ) dan jarak geser yang diinginkan (du) ditambah (makin jauh) maka gaya yang diperlukan (τ ) juga harus besar .,tapi kalo kolom fluidanya dangkal maka gaya gesek fluida (atau ( µ) ) tentunya gaya yang diperlukan untuk mendorong itu plat lebih kecil (disini kita mengabaikan gravitasi ) sekarang, bagaimaan dengan molecular (dynamic) viscosity nya? dari persamaan diatas viskositas dinamik ( µ) dapat diartikan sebagai suatu ukuran ketahanan zat (fluida) untuk berubah bentuk akibat kecepatan tertentu. maka dari definisi ini dan melihat dengan seksama ilustrasi gambar diatas. kita simpulkan bahwa viskositas molekular ( µ) diartikan sebagai rasio antara tingkat shear stress (τ) terhadap tingkat deformasi (du/dy).
τ = shear stress (satuannya gaya perunit area atau dyne/cm2)
µ = viskositas molekular (satuannya poise)
du = perubahan jarak plat yang bergeser terhadap titik awal
dy = jarak antar plat
persamaan awal (1) diatas merupakan persamaan untuk fluida fluida newtonian (newtonian fluisd) .semua jenis fluida yang memiliki viskositas konstan, artinya ketika shear stress bekerja tidak terjadi perubahan nilai viskositas fluida (contohnya air, gas, dan yang encer encer). sementara fluida yang tidak masuk kategori ini dikelompokan ke dalam non-newtonian. karena densitas dan viskositas dinamik sangat mempengaruhi perilaku fluida, maka dinamisitas fluida biasanya dikombinasikan oleh parameter lain
yang dinamakan viskositas kinmeatik (kinematic viscosity) atau dikasih lambang v.
v = µ/ ρ……….(3)
dimana:
v = viskositas kinematis (satuannya stokes (st) atau cm^2/s)
µ = viskotisats dinamis (g/(ms) atau poise)
ρ = densitas atau berat jenis fluida (g/L)
lebih lanjut apakah akan bersifat acak (turbulen) atau tidak.
hukum Stoke (Stoke’s Law) menjelaskan kecepatan settling (jatuh atau tenggelamnya) partikel (sedimen) dalam fluida, Stoke’s law diekspresikan seperti persamaan dibawah
ini:
……… (4) dimana:
V= velositas terminal (atau kecepatan akhir or kecepatan jatuh/settling) ingat ini v bukan untuk viskositas kinematis satuannya m/s (disini gue bedain huruf V nya gede)
g = percepatan gravitasi
ρs= rho sedimen (atau densitas sedimen) ρf=rho fluida (densitas fluida)
µ = viskositas
settling velocity ini berkaitan atau berhubungan langsung dengan (dari persamaan diatas) gravitasi, viskostias dinamis, berat jenis, dan yang paling penting diameter dari partikel sedimen. untuk viskositas dan berat jenis sudah dibahas dimana nilai viskositas berbanding terbalik dengan kecepatan settling sedangkan berat jenis berbanding lurus, gravitasi tentu saja sifatnya konstan, dan bagaimana dengan ukuran diameter partikel? Oke, diameter (D) ini sebenernya merupakan ukuran penampang partikel dalam fluida. ukuran penampang yang lebih besar (D) tentu akan jatuh lebih cepat sementara yang lebih kecil akan jatuh lebih lambat hal persamaan ini dapat menjelaskan fenomena terbentuknya struktur (tekstur) graded bedding (menghalus keatas), tapi menurut Nichols (2005) persamaan ini hanya berlaku untuk material sedimen berukuran halus sementara yang kasar dan besar ketika akan jatuh ke fluida malah cenderung mengurangi velositas tapi persamaan ini tidak berlaku untuk bentuk partikel yang aerodinamis (platy shape atau gepeng) seperti mineral mika biotit meskipun dia memiliki densitas (berat jenis)
QuickTime™ and a decompressor
yang tinggi bisa saja mengalami settling yang lambat karena bentukya yang aerodinamis mendapat tekanan fluida (Pf) atau gaya archimedes yang rendah sebab penampang permukaannya yang luas meski memiliki densitas yang sama dengan butiran lain yang lebih bulet atau menyudut. maka tak jarang mineral mika sering kali dijumpai dipermukaan perlapisan batuan.
