pertemuan f l u i d a
TRANSCRIPT
Fasa dari suatu material :
Padat
Cair
Gas
Wujud padat selalu mempertahankan b entuk dan ukuran yang tetap,
sedangkan zat cair dan gas tidak mempertahankan bentuk yang tetap ,
keduanya memiliki kemampuan untuk mengalir, sehingga dapat
disebut sebagai fluida
Beberapa hal yang perlu diketahui menyangkut fluida :
1. Massa jenis
2. Tekanan pada Fluida
3. Tekanan atmosfer dan tekanan terukur
4. Prinsip Pascal
5. Pengukuran tekanan ; Alat ukur dan barometer
6. Pengapungan dan Prinsip Archimedes
7. Gerak fluida ; Laju aliran dan Persamaan Kontinuitas
8. Persamaan Bernoulli
1. Massa Jenis adalah :
Dimana :m = massa benda (kg)V = volume (m3)
Temperatur dan tekanan mempengaruhi massa
jenis zat walaupun efeknya kecil untuk zat cair dan
padat
Contoh. Berapa massa bongkahan es yang mempunyai radius 18 cm ?
2. Tekanan Pada Fluida
Tekanan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas, di mana gaya F
dipahami bekerja tegak lurus terhadap permukaan A
Fluida akan memberi tekanan ke segala arah
Contoh. Permukaan air di dalam tangki penyimpanan berada 30 cm diatas keran
air di dapur sebuah rumah, hitung tekanan air pada keran
3. Tekanan Atmosfer dan Tekanan Terukur
Tekanan udara di suatu tempat tertentu sedikit bervariasi menurut cuaca. Pada
permukaan laut, rata-rata tekanan atmosfer adalah 1,013 X 105 N/m2 ( 14,7
lb/in2 ) atau yang sering disebut dengan tekanan atmosfer
Sebagian besar pengukur tekanan lainnya, mencatat tekanan tanpa
memperhitungkan tekanan atmosfer, tekanan ini disebut dengan tekanan
terukur (pressure gauge)
Untuk mendapatkan tekanan absolut , P kita harus menambahkan tekanan
atmosfer dengan tekanan terukur
Gerak fluida; Laju aliran dan Persamaan Kontinuitas
Pertama kita tentukan bagaimana laju fluida berubah ketika ukuran tabung berubah
Laju aliran massa adalah massa dari fluida yang melewati titik tertentu persatuan
waktu .
Sehingga laju aliran massa
Volume fluida yang melewati titik 1 (yaitu, melalui luas ) dalam waktu adalah
,dimana adalah jarak yang dilalui fluida dalam waktu
Persamaan Bernoulli : “Menyatakan bahwa dimana kecepatan fluida tinggi, tekanan rendah, dan dimana kecepatan rendah, tekanan tinggi
Fluida melakukan kerja sebesar :
Pada titik 2 kerja yang dilakukan pada fluida sebesar :
Tanda negatif karena gaya yang diberikan pada fluida berlawanan dengan gerak
Kerja juga dilakukan pada fluida oleh gaya gravitasi, kerja yang
dilakukan oleh gravitasi adalah :
Sehingga kerja total W yang dilakukan pada fluida adalah :
Menurut prinsip kerja energi, kerja total yang dilakukan pada sistem sama
dengan perubahan energi kinetiknya
Contoh :
Air beredar di sebuah rumah pada suatu sistem pemanas air. Jika air
dipompa dengan laju 0,50 m/s melalui pipa berdiameter 4 cm di ruang bawah tanah
dengan tekanan 3 atm, berapa laju aliran dan tekanan pada pipa berdiameter 2,6 cm
di tingkat dua dengan tinggi 5 m diatasnya
Tentukan apa saja yang diketahui :
Penerapan prinsip Bernoulli :
Dengan menganggap diameter bejana lebih besar jika dibandingkan
dengan diameter keran, maka harga akan mendekati nol
Titik 1 ( keran ) dan titik 2 ( permukaan ) terbuka
terhadap atmosfer sehingga tekanan terhadap 2 titik
sama dengan tekanan atmosfer
Tentukan tekanan ukur air di sebuah rumah di kaki bukit yang dipasok oleh satu
tangki penuh air yang dalamnya 5 m dan dihubungkan kerumah tersebut dengan
pipa yang panjangnya 110 m dan membuat sudut 580 dengan horisontal. Abaikan
turbulensi, efek gesekan dan kekentalan
Air dengan tekanan 3,8 atm pada ketinggian jalan mengalir ke sebuah
gedung perkantoran dengan laju 0,60 m/s melalui pipa berdiameter 5 cm.
Pipa mengecil menjadi diameter 2,6 cm di lantai paling atas, 18 m diatas
jalan . Hitung kecepatan alir dan tekanan pada pipa seperti itu di lantai atas.
Abaikan viskositas, Tekanan adalah tekanan ukur
Berapa gaya angkat ( dalam newton) yang disebabkan oleh prinsip Bernoulli pada
sayap yang luasnya 80 m2 jika udara melewati permukaan atas dan bawah dengan
laju 340 m/s dan 290 m/s
Anda memerlukan pipa pindah (siphon) untuk memindahkan air dari bak cuci yang
tersumbat. Bak cuci tersebut memiliki luas 0,48 m2 dan terisi sampai ketinggian 4 cm.
Tabung siphon anda naik 50 cm ke atas dasar bak cuci dan kemudian turun 100 cm ke
sebuah ember. Tabung siphon berdiameter 2 cm.
a. Dengan menganggap bahwa air memasuki tabung siphon dengan kecepatan yang
hampir nol , hitung kecepatannya ketika memasuki ember
b. Perkirakan berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengosongkan bak cuci
tersebut.