Daniel Bernoulli

14
10 Ahli yang Berperan Penting dalam Perkembangan Mekanika Fluida 1. Daniel Bernoulli Daniel Bernoulli adalah seorang seorang matematikawan dan fisikawan Swiss. Salah satu pemikirannya yang penting dalam dunia fisika adalah persamaan Bernoulli pada tabung arus yang digunakan untuk pengukuran kecepatan aliran karena tekanan. Daniel Bernoulli lahir pada 8 Februari 1700 di Groningen, Republik Belanda. Ia adalah anak dari Johann Bernoulli, seorang ahli matematika di kota Groningen. Ia merupakan salah satu dari banyak matematikawan terkemuka dalam keluarga Bernoulli . Dia diingat karena aplikasi matematika untuk mekanik, khususnya mekanika fluida , dan untuk kepeloporannya dalam probabilitas dan statistik. Namanya disebut dalam prinsip Bernoulli, contoh tertentu dari konservasi energi, yang menggambarkan matematika dari mekanisme yang mendasari pengoperasian dua teknologi penting dari abad ke-20: Karburator dan Sayap pesawat. Persamaan Bernouli dan Aplikasinya

description

PARA AHLI BIDANG MEKANIKA FLUIDA

Transcript of Daniel Bernoulli

Page 1: Daniel Bernoulli

10 Ahli yang Berperan Penting dalam Perkembangan Mekanika Fluida

1. Daniel Bernoulli 

Daniel Bernoulli adalah seorang seorangmatematikawan dan fisikawan

Swiss. Salah satu pemikirannya yang penting dalam duniafisika adalah

persamaan Bernoulli pada tabung arus yang digunakan untuk

pengukuran kecepatan aliran karena tekanan. Daniel Bernoulli lahir pada

8 Februari 1700 di Groningen, Republik Belanda. Ia adalah anak dari

Johann Bernoulli, seorang ahli matematika di kota Groningen. Ia

merupakan salah satu dari banyak matematikawan terkemuka dalam

keluarga Bernoulli . Dia diingat karena aplikasi matematika untuk mekanik, khususnya mekanika

fluida , dan untuk kepeloporannya dalam probabilitas dan statistik. Namanya disebut dalam

prinsip Bernoulli, contoh tertentu dari konservasi energi, yang menggambarkan matematika dari

mekanisme yang mendasari pengoperasian dua teknologi penting dari abad ke-20: Karburator

dan Sayap pesawat.

Persamaan Bernouli dan Aplikasinya

Asas Bernoulli menyatakan bahwa pada pipa mendatar, tekanan fluida paling besar adalah

pada bagian yang kelajuan alirannya paling kecil. Sebaliknya, tekanan paling kecil adalah pada

bagian yang kelajuan alirannya paling besar.

2. Archimedes (287-212 SM)

Archimedes adalah ilmuan terbesar zaman purbakala. Beliau dikenal sebagai

penemu sifat gaya apung (Hukum Archimedes), Hukum Kuas Katrol, dan

Model Orbit Bintang. Menurut legenda beliau diperintah oleh Raja Hieron

untuk menentukan apakah mahkota raja dibuat dari emas murni atau

campuran tanpa merusak mahkota. Berhari-hari dia berpikir keras untuk

mencari pemecahannya. Ketika kepala beliau terasa panaskarena terlalu

Page 2: Daniel Bernoulli

banyak berpikir, dia masuk ke bak mandi umum dengan melepas semua pakaiannnya. Tiba-tiba

dia bangkit dan lari dalam keadaan tak berbusana sepanjang jalan Syracuse sambil berteriak

“UERIKA, UERIKA !” yang artinya “sudah kutemukan !”. Dia telah menemukan hukum gaya

apung dan membuktikan bahwa mahkota raja terbuat dari emas campuran.

Dari cerita di atas dapat disimpulkan bahwa: Tubuh terbenam dalam fluida mengalami

gaya apung sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Prinsip ini dapat digunakan untuk

membandingkan kepadatan mahkota emas dengan emas padat menyeimbangkan mahkota pada

skala dengan sampel referensi emas, kemudian merendam aparatur dalam air. Perbedaan densitas

antara dua sampel akan menyebabkan skala ke ujung sesuai. Dalam teks abad ke-12 berjudul

mappae clavicula ada petunjuk tentang cara untuk melakukan penimbangan dalam air untuk

menghitung persentase perak yang digunakan.

3. Evangelista Toricelli (1608-1647)

Evangelista Torricelli (1608-1647). Torricelli adalah ahli fisika Italia,

penemu barometer air raksa, penemu Hukum Torricelli, penemu tabung

hampa kecil yang pertama di dunia, ahli matematika, pengarang, guru besar,

sekretaris, pembantu, dan murid Galileo.

Pada tahun 1643 ia menetapkan tentang tekanan atmosfer dan

menemukan alat untuk mengukurnya, yaitu barometer. Torricelli membuat

eksperimen sederhana, yang dinamakan Torricelli Experiment, yaitu ia menggunakan sebuah

tabung kaca kuat dengan panjang kira-kira 1 m dan salah satu ujungnya tertutup. Dengan

menggunakan sarung menghadap ke atas. Dengan menggunakan corong ia menuangkan raksa

dari botol ke dalam tabung sampai penuh. Kemudian ia menutup ujung terbuka tabung dengan

jempolnya, dan segera membaliknya. Dengan cepat ia melepaskan jempolnya dari ujung tabung

dan menaruh tabung vertikal dalam sebuah bejana berisi raksa. Ia mengamati permukaan raksa

dalam tabung turun dan berhenti ketika tinggi kolom raksa dalam tabung 76 cm di atas

permukaan raksa dalam bejana. Ruang vakum terperangkap di atas kolam raksa. Selama

beberapa hari Torriceli mengamati bahwa tinggi air raksa dalam tabung selalu berubah-ubah.

Akhirnya ia tahu bahwa hal itu disebabkan oleh tekanan udara. Tekanan air raksa setinggi 76

sentimeter itu kemudian disebut tekanan satu atmosfer. Kesimpulan dari percobaan Toricelli

Page 3: Daniel Bernoulli

adalah “ Berdasarkan kapilaritas air raksa yang naik ke dalam tabung, naiknya permukaan raksa

dalam tabung tersebut setinggi 76 cm dari udara sehingga toricelli menyimpulkan bahwa 1 atm =

76 cmHg”.

4. Osborne Reynolds FRS ( 1842-1912)

Osborne Reynolds FRS (23 Agustus 1842 - 21 Februari 1912)

adalah seorang inovator Anglo-Irlandia yang menonjol dalam

memahami dinamika fluida.Secara terpisah, penelitian tentang

perpindahan panas antara padatan dan cairan membawa perbaikan

dalam boiler dan desain kondensor. 

Reynolds paling terkenal mempelajari kondisi di mana aliran fluida

dalam pipa beralih dari aliran laminar ke aliran turbulen. Dari percobaan ini datang berdimensi

bilangan Reynolds untuk kesamaan dinamis - rasio gaya inersia kepada pasukan

kental. Reynolds juga mengusulkan apa yang sekarang dikenal sebagai Reynolds - rata-rata arus

bergolak, di mana jumlah seperti kecepatan dinyatakan sebagai jumlah komponen mean dan

berfluktuasi. Rata-rata tersebut memungkinkan untuk deskripsi 'massal' dari aliran turbulen,

misalnya dengan menggunakan Reynolds rata-rata- persamaan Navier - Stokes.

Publikasi dalam dinamika fluida dimulai pada awal 1870-an . Model teoritis terakhirnya

diterbitkan pada pertengahan 1890-an masih merupakan kerangka matematis standar yang

digunakan saat ini. 

Kontribusi Reynolds untuk mekanika fluida tidak hilang pada desainer kapal. Kemampuan

untuk membuat model skala kecil kapal, dan ekstrak data prediksi yang berguna sehubungan

dengan kapal ukuran penuh, tergantung langsung pada pencoba menerapkan prinsip-prinsip

turbulensi Reynolds untuk perhitungan hambatan friksi, bersama dengan aplikasi yang tepat dari

teori William Froude tentang energi gelombang gravitasi dan propagasi. Reynolds sendiri

memiliki sejumlah makalah tentang desain kapal diterbitkan dalam Transaksi Lembaga of Naval

Architects.

Page 4: Daniel Bernoulli

5. Blaise Pascal

Blaise Pascal adalah seorang ahli matematika, fisikawan,

penemu, penulis dan filsuf Kristen berkebangsaan Perancis. Ia lahir

di Clermont-Ferrand, Perancis pada 19 Juni 1623 dan meninggal di

Paris, Perancis pada 19 Agustus 1662 pada umur 39 tahun.

Minat utamanya ialah filsafat dan agama, sedangkan hobinya yang

lain adalah matematika dan geometri proyektif. Bersama dengan

Pierre de Fermat menemukan teori tentang probabilitas. Pada

awalnya minat riset dari Pascal lebih banyak pada bidang ilmu pengetahuan dan ilmu terapan, di

mana dia telah berhasil menciptakan mesin penghitung yang dikenal pertama kali. Mesin itu

hanya dapat menghitung (mesin komputasi sederhana yang merupakan cikal bakal kalkulator).

Pascal juga menulis tentang hidrostatik, yang menjelaskan eksperi¬mennya

menggunakan barometer untuk menjelaskan teorinya tentang Persamaan Benda Cair

(Equilibrium of Fluids), yang tak sempat dipublikasikan sampai satu tahun setelah kematiannya.

Makalahnya tentang Persamaan Benda Cair mendorong Simion Stevin melakukan analisis

tentang paradoks hidrostatik dan dan meluruskan apa yang disebut sebagai hukum terakhir

hidrostatik: bahwa benda cair menyalurkan daya tekan secara sama-rata ke semua arah (yang

kemudian dikenal sebagai Hukum Pascal). Hukum Pascal dianggap penting karena keterkaitan

antara Teori Benda Cair dan Teori Benda Gas, dan tentang Perubahan Bentuk tentang keduanya

yang kemudian dikenal dengan Teori Hidrodinamik.

6. Leonhard Euler (1707-1783)

Leonhard Euler (15 April 1707 – 18 September 1783) adalah

seorang matematikawan dan fisikawan pionir dari Swiss. Dia membuat

penemuan-penemuan penting dalam bidang yang beragam

seperti kalkulus dan teori graf. Dia juga mengenalkan banyak notasi dan

terminologi matematika modern, terutama untuk analisis matematika, seperti

konsep fungsi matematika.[3]Dia juga dikenal melalui karyanya dalam mekanika, dinamika

fluida, optik, danastronomi. Euler menghabiskan masa dewasanya di St. Petersburg, Rusia, dan

Page 5: Daniel Bernoulli

diBerlin, Prusia. Ia dianggap sebagai matematikawan unggulan abad ke-18, dan salah satu

matematikawan terhebat yang pernah ada. Dia juga merupakan salah satu matematikawan paling

produktif; hasil karyanya termuat dalam 60–80 jilid kuarto.

7. Leonardo Da Vinci (1452-1519)

Leonardo da Vinci (lahir di Vinci, propinsi Firenze, Italia, 15

April1452 – meninggal di Clos Lucé, Perancis, 2 Mei 1519 pada umur

67 tahun). Dia adalah salah satu penemu ilmu hidrolik, mungkin juga

termasuk perangkat hidrometer. Penemuan Leonardo lainnya yang

bermanfaat, misalnya, pakaian selam. Selain itu, peranti terbang

rancangannya juga telah menerapkan prinsip aerodinamika. Dari sketsa penelitian kapal

selam bisa terlihat, mula - mula dia tertarik pada arus air. Kemudian dengan serius meneliti ikan

- ikan yang berenang melawan arus serta hambatan tekanan arus yang terjadi pada kapal, dan

meninggalkan sejumlah lima sketsa mengenai badan kapal, yang besar pengaruhnya pada masa

sekarang. Sejak awal Masehi sampai zaman Renaissance telah terjadi perbaikan dalam rancangan

sistem-sistem aliran seperti: kapal, saluran, dan talang air. Akan tetapi tidak ada bukti-bukti

adanya perbaikan yang mendasar dalam analisis alirannya. Akhirnya kemudian Leonardo da

Vinci menjabarkan persamaan kekekalan massa dalam aliran tunak satu-dimensi.

8. Claude-Louis Navier

Page 6: Daniel Bernoulli

Claude-Louis Navier lahir pada tanggal 10 Februari 1785 d Dijon, lahir

dengan nama Claude Louis Marie Henri Navier. Ia adalah seorang

insinyur dan ahli fisika berkebangsaan Prancis yang memiliki

spesialisasi di bidang mekanika. Persamaan Navier-Stokes diberikan

atas kontribusinya dan George Gabriel Stokes.

Navier dikenang hingga saat ini, bukan karena ia adalah ahli konstruksi

jalan dan jembatan, melainkan karena persamaan Navier-Stokes dalam dinamika fluida. Ia juga

mengerjakan tema aplikasi matematika pada ilmu keteknikan, mekanika elastisitas, dan

mekanika fluida, serta rangkaian Fourier dan aplikasinya pada masalah fisika. Ia memberikan

persamaan Navier-Stokes untuk fluida inkompresibel di tahun 1821 dan persamaan untuk fluida

kental pada tahun 1822.

Persamaan Navier-Stokes (dinamakan dari Claude-Louis Navier dan George Gabriel Stokes)

adalah serangkaian persamaan yang menjelaskan pergerakan dari suatu fluidaseperti cairan dan

gas. Persamaan-persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum (percepatan)

partikel-partikel fluida bergantung hanya kepada gaya viskos internal (mirip dengan gaya friksi)

dan gaya viskos tekanan eksternal yang bekerja pada fluida. Oleh karena itu, persamaan Navier-

Stokes menjelaskan kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada fluida.

Persamaan Navier-Stokes memiliki bentuk persamaan diferensial yang menerangkan

pergerakan dari suatu fluida. Persaman seperti ini menggambarkan hubungan laju perubahan

suatu variabel terhadap variabel lain. Sebagai contoh, persamaan Navier-Stokes untuk suatu

fluida ideal dengan viskositas bernilai nol akan menghasilkan hubungan yang proposional antara

percepatan (laju perubahan kecepatan) dan derivatif tekanan internal

Untuk mendapatkan hasil dari suatu permasalahan fisika menggunakan persamaan Navier-

Stokes, perlu digunakan ilmu kalkulus. Secara praktis, hanya kasus-kasus aliran sederhana yang

dapat dipecahkan dengan cara ini. Kasus-kasus ini biasanya melibatkan aliran non-

turbulen dan tunak (aliran yang tidak berubah terhadap waktu) yang memiliki nilai bilangan

Reynold kecil.

Page 7: Daniel Bernoulli

9. George Gabriel Stokes (1819-1903)

George Gabriel Stokes adalah matematikawan Irlandia yang menghabiskan sebagian besar

hidupnya bekerja dengan sifat fluida. Stokes terkenal dengan karyanya yang

menggambarkan gerakan bola melalui cairan kental. Hal ini mengarah pada

pengembangan dari Hukum Stokes. Persamaan ini menunjukkan gaya yang

dibutuhkan untuk memindahkan sebuah bola kecil melalui cairan terus-

menerus pada kecepatan tertentu. Hal ini didasarkan terutama pada jari-jari

bola dan viskositas fluida. Persamaan yang dikebangkan adalah F = 6 (pi)

RnVc, dimana R adalah jari-jari bola, n adalah viskositas, dan Vc adalah kecepatan cairan terus-

menerus.

Selama tahun 1842 dan 1843, George Gabriel Stokes (1819-1903) mempublikasikan

serangkaian makalah tentang gerak fluida inkompresibel. Makalah tersebut menjadi dasar

pemahaman kita larutan elektrolit. Sekitar tahun 1845, yang ditandai sebagai revolusi dalam

elektroplating industri, John Wright menunjukkan bahwa potasium sianida merupakan media

yang cocok untuk pelapisan perak dan emas. Pada tahun 1857, elektroplating digunakan untuk

perhiasan, dan dengan cepat elektroplater mengeruk banyak keuntungan dari pasar perhiasan

yang melambung tinggi.

10. Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton lahir tepat tanggal 25 Desember tahun1643 dari

sebuah keluarga yang relatif miskin. Ayahnya meninggal sebelum 3 bulan

Newton dilahirkan. Sedangkan Ibunya menikah lagi namun dirinya tidak

begitu dekat dengan ayah barunya. Isaac Newton muda bersekolah

di King’s School, Grantham, Lincolnshire, dimana ia menjadi salah satu

siswa terbaik di sekolah tersebut. Namun sayang Newton dikeluarkan dari

sekolah karena ibunya yang meminta Newton kembali bekerja sebagai petani. Beruntung kepala

sekolah tempat ia menimba ilmu memberikan peluang kembali pada Newton untuk

menyelesaikan studi nya dengan mengikuti ujian kelulusan. Hasilnya ia lulus dengan nilai yang

sangat memuaskan dan membuatnya mampu masuk ke Trinity College, Cambridge. Kehidupan

Isaac Newton penuh dengan penemuan membanggakan dalam bidang matematika maupun

fisika. Salah satu diantaranya yaitu hokum Nweton tentang viskositas.

Page 8: Daniel Bernoulli

Hukum Newton tentang viskositas dapat diketahui melalui pengamatan pada pelat bergerak

yang dipisahkan dari pelat tetap oleh fluida (gas atau liquid). Fluida yang mengikuti persamaan

ini disebut fluida Newtonian,sedangkan yang tidak mengikuti disebut Fluida Non-Newtonian.

Untuk fluida Newtonian gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan pelat sebanding dengan

kecepatan dan luas serta berabanding terbalik dengan jarak antar plat.

Page 9: Daniel Bernoulli

TUGAS 1

10 ILMUAN DALAM PERKEMBANGAN MEKANIKA FLUIDA

OLEH :

NAMA : UMMU SHABIHA

NIM : D111 14 302

PRODI : TEKNIK SIPIL (KELAS B)

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTTAS TENIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2015

Page 10: Daniel Bernoulli