11. Mekanika Fluida (part 1).pdf

7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf

1/26

FISIKA DASAR 1

Ganjar Kurniawan S, M.Si

FI1311

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MANDALA

Mekanika Fluida


2/26

Mekanika Fluida:Fluida Statis

(Part 1)

Minggu ke 13


3/26

Topik Hari ini

Zat / Bahan

Massa Jenis

Tekanan

Tekanan Hidrostatis

Prinsip Pascal

Prinsip Archimedes


4/26

Zat / Bahan

Berdasarkan keadaan fasanya. Padat

Cair

Gas

Berdasarkan pergerakannya

Benda Tegar

Fluida

Fluida adalah zat yang dapat mengalir danmenempati ruang, contoh: zat cair dan gas


5/26

Zat / Bahan (lanjutan)

Zat padatjarak antara atom / molekul sangat berdekatan

(merapat)

Zat CairJarak antar atom / molekul agak merenggang

GasJarak antar atom / molekulnya sangat berjauhan

Bagaimana kerapatan suatu zat dapat diukur ??

Jika ditinjau secara mikroskopis

Zat Padat Zat Cair Gas


6/26

Massa Jenis

=

= Massa jenis (kg/m3)

= massa (kg)

= Volume (m3)

Massa Jenis adalah Rasio antara massa dengan

volume

Besaran fisis yang menunjukan tingkat

kerapatan dari suatu zat

Satuan lain dari VolumeLiter, cc, dan mili liter (ml)

1 liter = 1 dm3

1 ml = 10-3liter

1 cc = 1 cm3

Setiap zat memiliki massa jenis

yang berbeda-beda


7/26

Konsep Tekanan

Bagaimana caranya agar benda dapat terperosok kedalam lumpur agar semakin dalam ???

Perhatikan sebuah benda yang terletak di atas lumpur

Suatu benda memberikan gaya

pada lumpur melalui permukaan

bidang sentuhnya

Benda menekanbidang

lumpur

Sebagian benda menembusmasuk ke dalam lumpur

Perbesar gayadan perkecil luas permukaan

(Konsep Tekanan)


8/26

Konsep Tekanan (lanjutan)

Dengan gaya yang sama. Manakah yang akan

menembus masuk ke dalam lumpur lebihdalam ???

TekananGaya yang bekerja pada suatu luasan

Permukaan secara tegak lurus

Tekanan dipengaruhi oleh gaya dan luas permukaan

bidang yang dikenainya


9/26

Tekanan

TekananGaya persatuan luas permukaan

Satuan lain Tekanan

=

= Tekanan (N/m2

atau Pa)= Gaya (N)

= Luas Penampang (m2)

A

1 Psi = 6.8948103 Pa

1 atm = 101325 Pa 105Pa

1 atm = 76 cmHg

F

A

1. Psi = pound force per

square inch (lb/inci2)

2. Atm = atmosfir

Tekanan = besaran skalar

F


10/26

Tekanan Hidrostatis

= . .

= Tekanan (paskal / Pa)

= massa jenis zat cair (kg/m3)

= percepatan gravitasi = 10 m/s2

= kedalaman suatu titik dari permukaan (m)

Tekanan yang diakibatkan oleh fluida yang diam / tidak

bergerak

Kita tinjau tabung yang diisi air

=

=

.

=

. .

=. . .

w

A

Pada Fluida tekanantidak dipengaruhiluas permukaan


11/26

Tes Konsep

Manakah dari ke empat titik di bawah ini yang memiliki

tekanan yang sama???

Semua titik memiliki tekanan yang sama besar

pada ketinggian yang sama dan tidak bergantung

luas permukaan

A B C D E


12/26

Tes Konsep

Apakah tekanan di tempat 1, 2 dan 3 sama ???

3

< dan =


13/26

Tekanan Hidrostatik pada Gas

Tekanan hidrostatis pada gas

Selain dipengaruhi oleh ketinggian, tekanan gasdipengaruhi pula temperatur / suhu

= . .

suhu mempengaruhi massa jenispengaruh suhu

pada gas tidak bisa diabaikan

Manakah tempat yang memiliki tekanan udara yang

lebih besar daerah pantaiatau pegunungan???


14/26

Pengukuran Tekanan

Tekanan absolut

Nilai Tekanan yang sebenarnyadengan memperhitungkan nilai tekanan udara sekitar

= +

Tekanan gauge / relatifNilai tekanan yang diukur

berdasarkan udara luar sebagai tekanan acuannya

Misalnya:

Pada ban mobil yang bocor, maka tekanan pada ban

tersebut memiliki = 0, namun 0

Jadi tekanan udara sekitar dianggap sebagai titik nol


15/26

Latihan

1. Sebuah kapal selam berada 20 m di bawah permukaan laut (massa

jenis air laut = 1050 kg/m3). Jika tekanan atmosfer sama dengan105Pa dan anggap = 10m/s2. Tentukan tekanan relatif dantekanan mutlaknya???

2. Air dituang ke dalam bejana silinder yang memiliki luas penampang

100 cm2hingga air memilikiketinggian 1 m. Sebuah alat pendorong(Penghisap) dipasang di atas permukaan air lalu diberi gaya 100N.Bila air = 1000 kg/m3maka besar tekananyang terjadi pada dasarbejana adalah???


16/26

Prinsip Pascal

Perubahan Tekanan yang diberikan pada suatu tempat

akan diteruskan ke setiap bagian tempat lain denganperubahan tekanan yang sama

Prinsip Pascal diaplikasikan pada dongkrak Hidrolik

=22

= 2


17/26

Latihan

Air setinggi 30 cm seimbang dalam pipa U dengan cairan lain

setinggi 40 cm, maka massa jenis cairan dalam g/cm3

.

Sebuah manometer terbuka dihubungkan dengan ruang tertutup

berisi gas , sehingga terjadi selisih tinggi permukaan air raksa 30

cm. Jika tekanan udara luar 75 cm Hg, maka tekanan gas dalamruang tertutup tersebut (dalam cm Hg) adalah (= 13,6g/cm3) dan tentukan dalam bentuk satuan paskal??

40 cm

30 cm

Gas

30 cm

(a) (b)


18/26

Latihan

Sebuah dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat sebuah

mobil yang massanya 200 kg. Jika luas penampang di sebelah kiri 2m2 dan luas penampang di kanan 100 m2. Tentukan Gaya dorong

(F) yang diperlukan untuk mengangkat mobil tersebut


19/26

Prinsip Archimedes

Sebuah benda yang dimasukan / dicelupkan kedalam suatu

fluida akan mengalami gaya keatas(gaya apung) yangsebanding dengan besarnya volume yang dimasukkan /

dicelupkan

Gaya Apung / Gaya archimedes muncul akibat

perbedaan tekanan bagian atas dan bawah

benda

= ..

= Gaya apung (N)

= massa jenis fluida (kg/m3)

= percepatan gravitasi = 10 m/s2

= volume benda yang tercelup / masuk (m3)


20/26

Latihan

Sebuah benda yang memiliki volume 100 cm3dimasukan kedalam air sedalam seperempat bagiannya. Berapakah gayaArchimedes / apung yang diterima benda tersebut???seandainya seluruh bagian benda dimasukan ke dalam airtersebut berapa gaya archimedes yang diterima bendatersebut ( = 1g/cm

3, anggap g = 10 m/s2)

Sebongkah es 80% volumenya tercelup dalam air. Bilamassa jenis jenis air 1 g/cm3maka massa jenis es tersebutadalah


21/26

Prinsip Archimedes (lanjutan)

Terapung

Jika Benda dimasukan ke dalam Fluida, maka benda

akan mengalami 3 kemungkinan

Melayang Tenggelam

<

> = <

=


22/26

Mengukur berat benda yang berada di dalam

Fluida

Berat benda ketika ditimbang di dalam air akanmemiliki nilai yang berbeda dibandingkan ketika

ditimbang di udara

=

Ketika di dalam fluida benda mendapatkan gaya keatas yang

melawan berat benda sehingga akan terasa lebih ringan


23/26

LatihanBerat sebuah benda yang diukur di udara

menunjukan angka 50 N. Jika Benda tersebutditimbang di dalam suatu zat cair menunjukanangka 30 N. Jika volume benda 250 cm3 dangravitasi 10 m/s2. Tentukan Gaya apung dan massa

jenis zat cair tersebut????


24/26

PR Ke dalam pipa U yang berisi air dimasukan suatu zat

cair yang tidak diketahui setinggi 40 cm. Jika perbedaanketinggian antara air dan zat cair tersebut adalah 15cm. Tentukan massa jenis zat cair tersebut

Tentukan tekanan yang dimiliki gas jika tinggipermukaan air adalah 20 cm dan tekanan udara luaradalah 1 atm. ( = 1000kg/m3 dan g = 10 m/s2)

40 cm

15 cmGas

20 cm

(a) (b)


25/26

Perhatikan Gambar di bawah. Pada keadaan awal

balok bermassa 250 g dimasukan ke dalam minyak( = 0,8g/cm3) sebanyak 62,5% volumenya beradadi bawah permukaan minyak. Agar seluruh bagianbalok berada di dalam minyak tentukan gaya dorong(F) yang harus diberikan pada benda

Keadaan awal Keadaan akhir


26/26

Selesai

11. Mekanika Fluida (part 1).pdf

Documents

Transcript of 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf