FISIKA FLUIDA ANIMASI

download FISIKA FLUIDA ANIMASI

If you can't read please download the document

Embed Size (px)

Transcript of FISIKA FLUIDA ANIMASI

Slide 1

Materi AnimasiF L U I D AA. F L U I D A S T A T I SB. F L U I D A D I N A M I SNextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan Permukaan`NextPrefA. FLUIDA STATISI. FLUIDA DINAMISA. Fluida IdealFluida ideal mempunyai ciri-ciri berikut ini.

Alirannya tunak (steady), yaitu kecepatan setiap partikel fluida pada satu titik tertentu adalah tetap, baik besar maupun arahnya. Aliran tunak terjadi pada aliran yang pelan.Alirannya tak rotasional, artinya pada setiap titik partikel fluida tidak memiliki momentum sudut terhadap titik tersebut. Alirannya mengikuti garis arus (streamline).Tidak kompresibel (tidak termampatkan), artinya fluida tidak mengalami perubahan volume (massa jenis) karena pengaruh tekanan.Tak kental, artinya tidak mengalami gesekan baik dengan lapisan fluida di sekitarnya maupun dengan dinding tempat yang dilaluinya. Kekentalan pada aliran fluida berkaitan dengan viskositas.Fluida Ideal B . Persamaan Kontinuitas C. Persamaan BernoulliD. Penerapan H. BernoulliF L U I D A32`B.Hukum Dasar Fluida StatisABPhA = PhB Berdasar hukum pokok hidrostatis menyatakan "semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam suatu zat cair memiliki tekanan yang sama".karena titik A dan titik B terletak pada dasar bejana yangberisi zat cair dengan massa jenis dan ketinggian permukaan dari dasarbejana = h1, maka tekanan di titik A sama dengan tekanan di titik B.Contoh GambarPh A = PhB = . g . h1h1h2NextPref1. Hukum Pokok HidrostasisTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A82. Tekanan HidrostatikNextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A`Tekanan Hidrostatis merupakan tekanan yang di hasilkan oleh sat cair pada ketinggian tertentu. Pada tekanan hidrostatis semakin tinggi permukaan zat cair, semakin tinggi tekanan yang dihasilkan oleh dasar tabung.Contoh gambarAF= WhPada gambar ini terlihat sebuah tabung berisis zat cair bermasa jenis , kedalaman h, dan luas penampang A. zat cair yang ada dalam bejana memiliki gaya berat W yang menekan dasar tabung.Hubungan antara besarnya tekanan yang di hasilkan oleh zat cair dapat dirumuskan: PhPuNextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D APh = F/AW = . g . VPh = . g . V Ah = V/APh = . g . hPm = Pu + PhKeterangan `NextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D APh = . g . h

Dengan: Ph = Tekanan Hidrostatis ( kg/m.s) atau (Pa) g = percepatan grafi (m/s) h = ketinggian zat cair (m) Pm = Pu + Ph

Dengan: Pm = Tekanan mutlak ( kg/m.s) atau (Pa) Pu = Tekanan udara ( kg/m.s) atau (Pa) Ph = Tekanan hidrostatis ( kg/m.s) atau (Pa`Dalam sebuah bejana diisi air ( = 100 kg/m). Ketinggian airnya adalah 85 cm. Jika g = 10 m/s dan tekanan udara 1 atm maka tentukan: a. tekanan hidrostatis di dasar bejana, b. tekanan mutlak di dasar bejana.Diketahui:h = 85 cm = 0,85 m = 1000 kg/mPu = 1 atm = 105 Pag = 10 m/sDitanya: a). Ph....? , b). Pm....? b. Tekanan mutlaknya di dasar bejana sebesar: Pm = Pu + Ph = 105 + 8,5.10 = 1,085.105 PaPenyelesaianTekanan hidrostatis di dasar bejana sebesar:Ph = g h = 1000 . 10 . 0,85 = 8,5.10 Pa

Jawab:NextPrefContoh soal Tekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A7`Tekanan Hidrostatis untuk kedua masa jenis yang berbedaMemasukan zat cair yang memiliki masa jenis berbedah2h1pada gambar di samping ini menjelaskan, bejana pada mulanya Disi dengan masa jenis (1). Kemudian pada mulut bejana sebelah kanan di masukan Zat cair yang memiliki masa jenis berbeda yaitu (2) titik B berada pada perbatasan kedua zat cair yang di tekan oleh zat cair kedua setinggi h2 Titik A berada pada zat cair pertama dan ditekan oleh zat cair pertama setinggi h1 titk A dan B berada pada satu garis. Sesuai dengan hukum hidrostatis kedua titik tersebut memiliki tekanan yang sama. Akan tetapi tekanan pada titik C dan D tidak sama karena jenis sat cair dari kedua titik tidak samaPhA = PhB PhC PhD21NextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanAir MinyakF L U I D AABCDPhPhPhPh=Contoh Gambar9`Sebuah pipa berbentuk pipa U berisi air dan minyak. Tinggi kolom minyak 20 cm dan tinggi kolom air 10 cm. Jika massa jenis air 1.000 kg/m, maka hitunglah massa jenis minyak!Contoh soalDiketahui:hminyak = 20 cm = 0,2 m hair = 10 cm = 0,1 m air = 1.000 kg/mDitanyakan: minyak = .............?Penyelesaian JawabPminyak = Pair minyak g hminyak = air g hair minyak hminyak = air hair minyak 0,2 = 1.000 0,1 minyak =100 : 0,2 = 500 kg/mNextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A10`2. Hukum Pascal

NextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A11`Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Berdasarkan hukum ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar. Sistem kerja rem hidrolik merupakan salah satu contoh pengaplikasian hukum Pascal. Selain itu, hukum pascal juga dapat di jumpai pada sistem alat pengangkat air, alat pengepres, dongkrak hidrolik, dan drum hidrolik.

Contoh Gambar dongkrak hidrolik a. Proses 1 b. Proses 2Pada gambar ini , ketika pengisap 1 ditekan dengan gaya F1 maka zat cair menenkan keatas dengan gaya PA1 . Tekanan ini akan diteruskan ke pengisap 2 yang besarnya PA2, A2A1F2Keterangan NextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF1PA2PA1Zat cairF L U I D AP1 = P2F1 : A1 = F2 : A2 F1 = (A1 : A2) F2

12`Karena tekanannya sama ke segala arah, maka didapatkan persamaan sebagai berikut: P1 = P2F1 : A1 = F2 : A2 F1 = (A1 : A2) . F2Jika penampang pengisap dongkrak hidrolik berbentuk silinder dengan diameter tertentu, maka persamaan di atas dapat pula dinyatakan sebagai berikut:Karena A1 = d1 : 4 dan A2 = d2 : 4 , Maka: F1 = (A1 : A2) . F2 = (d1 : d2) . F2Keterangan F1 : gaya pada piston pertama (N)F2 : gaya pada piston kedua (N)A1 : luas penampang piston pertama (m)A2 : luas penampang piston kedua (m)d1 : diameter piston pertama (m)d2 : diameter piston kedua (m)Perlu diketahui NextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A13`Contoh soal

Perhatikan gambar di samping! Suatu alat pengangkat mobil(dongkrak hidrolik) terdiri atas 2 tabung yang berhubungan.Kedua tabung yang mempunyai diameterberbeda ini ditutup masing-masing dengan sebuah pengisap. Tabung diisi penuh minyak. Pada tabung besar diletakkan mobil yang hendak diangkat. Ketika pengisap pada tabung kecil diberi gaya, ternyata mobil terangkat ke atas. Jika berat mobil 3 ton, diameter pengisap tabung besar 25 cm dan tabung kecil 5 cm, serta g = 10 m/s, maka hitunglah gaya yang harus diberikan agar mobil terangkat naik!Penyelesaian Diketahui : mb= 3 ton = 3.000 kgd2 = 25 cmd1 = 5 cmg = 10 m/sDitanyakan: F1 = ...?Jamab Gaya kedua pada sistem ini adalah gaya berat mobil. Oleh karena itu, besarnya F2 adalah: F2 = m g = 3.000 10 = 30.000 NF1 = (d1 : d2 ) . F2 = ( 5 : 25 ) . 30.000 N F1 = 1.200 NNextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A14`3. Hukum ArcimedesFANextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A15`Penampung airPenampung airSaat benda dicelupkan ke dalam zat cair, sesungguhnya berat benda tersebut tidak berkurang. Gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tetap sama. Namun, zat cair mengerjakan gaya yang arahnya berlawanan dengan gaya gravitasi sehingga berat benda seakan-akan berkurang. Besarnya gaya ke atas yang dikerjakan air pada benda sebanding dengan berat air yang ditumpahkan oleh balok. Artinya, suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan olehbenda tersebut. Peryataan ini dikenal sebagai Hukum Archimedes.Contoh GambarMemasukan bebanFAVolume zat cair yang di pindahkan Oleh benda sama besar dengan volume benda yang di celupkanNextPrefBebanTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D AWC = c V gFAFA = WCFA = C V g

16` Secara matematis hukum Archimedes dapat dinyatakan sebagai berikut.wu wa = wc Fa = wc Fa = mc g karena m = x V , sehingga Fa = c V gFa : gaya Archimedes (N)wu : berat balok di udara (N)wa : berat balok di dalam zat cair (N)wc : berat zat cair yang ditumpahkan (N)mc : massa zat cair yang ditumpahkan (kg)c : massa jenis zat cair (kg/m)V : volume benda yang tercelup (m)g : percepatan gravitasi bumi (m/s)Keterangan: NextPrefTekanan dan Tekanan Hidrostatis B. Hukum Dasar Fluida StatisC. Tegangan PermukaanF L U I D A17`Contoh soalSebuah besi yang volumenya 0,02 m tercelup seluruhnya di dalam air. Jika massa jenis air 10 kg/m, maka hitunglah gaya ke atas yang dialami besi tersebut!Penyelesaian Diketahui : V = 0,02 m3 = 10 kg/mg = 10 m/sDitanyakan: Fa = ...?Jawa