FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal...

16
BAB Fluida Dinamis Fluida Ideal Jenis Aliran Fluida Persamaan Kontinuitas Hukum Bernoulli Penerapan Persamaan Kontinuitas Penerapan Hukum Bernoulli FLUIDA DINAMIS Kembali ke daftar isi

Transcript of FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal...

Page 1: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

BAB

Fluida Dinamis

❖ Fluida Ideal

❖ Jenis Aliran Fluida

❖ Persamaan Kontinuitas

❖ Hukum Bernoulli

❖ Penerapan PersamaanKontinuitas

❖ Penerapan HukumBernoulli

FLUIDA DINAMIS

Kembali ke daftar isi

Page 2: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

1. Fluida Ideal

Fluida Ideal

TidakKompresibel

TanpaGesekan

AliranStasioner

Adanya perubahantekanan tidak

mengubah volume fluida.

Pada saat fluidamengalir, gesekan

antara fluida dengandinding tempatmengalir dapat

diabaikan

Setiap partikel fluidamempunyai garis alir

tertentu dan untuk luaspenampang yang samamempunyai laju aliran

yang sama

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 3: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

2. Jenis Aliran Fluida

Aliran Fluida

Aliran laminer

Aliran turbulen

Pada aliran ini partikel fluidamengikuti lintasan yang mulusdan lintasan ini tidak salingbersilangan. Aliran laminardijumpai pada air yang dialirkanmelalui pipa atau slang

Aliran yang ditandai denganadanya lingkaran-lingkaran takmenentu dan menyerupaipusaran. Aliran turbulen seringdijumpai di sungai-sungai danselokan-selokan

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 4: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

c. Persamaan Kontinuitas

Debit aliran fluida adalah besaranlaju volume atau jumlah volumefluida yang mengalir persatuanwaktu.

VQ

t

=

Debit aliran fluida sesaat merupakanturunan pertama dari fungsi volume (V) terhadap waktu (t).

dVQ

dt=

Volume fluida yang mengalir setiapsatuan waktu (debit) merupakanperkalian antara luas penampangdengan laju aliran fluida.

Q Av=

Persamaan kontinuitas menyatakanbahwa debit aliran fluida selalukonstan.

1 2 N

1 1 2 2 N N

Q Q . . . Q

A v A v . . . A v

Av konstan

= = =

= = =

=

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 5: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Perhatikan gambar berikut!

Jika diameter penampangpipa besar dua kali diameterpenampang pipa kecil.Berapa kecepatan aliran dipipa kecil?

Contoh Soal

Penyelesaian:

( ) ( )

( )

2

1 2

1 1 2 2

2 21 1 2 2

2 21 1 2 2

21 1

2 22

2

22 2

2

22

2 22

2

Ditanyakan: v

Jawab :

Q Q

A v A v

1 1d v d v

4 4

d v d v

d vv

d

2d 5 m/sv

d

4d 5 m/sv

d

v 20 m/s

=

=

=

=

=

=

=

=1 2

1

Diketahui:

d 2d

v 5 m/s

=

=

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Tony mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter

dengan air dari sebuah kran. Jika luas penampang

kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan

aliran air di kran adalah 10 m/s tentukan:

a) Debit air

b) Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember

Page 6: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Penerapan Persamaan Kontinuitas

Ujung slang ditekan yang berartimemperkecil penampang agardiperoleh laju aliran air yang lebihbesar.

Slang Penyemprot

Pada pembuluh darah yang mengalamipenyempitan, laju aliran darah lebihbesar daripada laju aliran padapembuluh normal.

Penyempitan Pembuluh Darah

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 7: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

d. Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli menyatakanhubungan besaran fluida dalam pipaantara tekanan, ketinggian, dan lajudinamika.

21p gh v konstan

2+ + =

3

2

p tekanan (Pa)

massa jenis fluida (kg/m )

g percepatan gravitasi (m/s )

h tinggi benda (m)

v laju fluida (m/s)

=

=

=

=

=

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 8: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah
Page 9: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Penerapan Hukum Bernoulli

1. Teorema Torriceli

Laju air

v 2gh=

Jangkauan terjauh pancaran air

1x 2 h h=

Waktu pancaran air mencapai tanah

( )2 12 h h 2h

tg g

−= =

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 10: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Contoh Soal

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah bakbesarberisi air,terdapatsebuahkeran. Jika g = 10m/ s2 , berapakecepatan danjarakterjauhsemburan air keran?

Pembahasan

( )( )2

v 2gh

v 2 10 m/s 0,45 m

v 9 m/s

v 3 m/s

=

=

=

=

Kecepatan semburan air

Jarak terjauh semburan air

( ) ( )

1x 2 h h

x 2 0,45 m 0,4 m

x 2 0,18 m

x 0,6 2 m

=

=

=

=

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 11: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

1. Tangki air dengan lubang sedang bocor dan air

mengalir. Jarak lubang ke tanah adalah 10 m dan jarak

lubang ke permukaan air adalah 3,2 m. Tentukan:

a) Kecepatan keluarnya air

b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air

Page 12: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

2. VENTURIMETER

Venturimeter adalah alat yangdipergunakan untuk mengukurkecepatan aliran fluidaada 2 jenisVemturimeter1. Venturimeter tanpa manometer2. Venturimeter dengan manometer

21p v konstan

2+ =

3

p tekanan (Pa)

massa jenis fluida (kg/m )

v laju fluida (m/s)

=

=

=

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 13: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Venturimeter dengan Manometer Venturimeter tanpa Manometer

( )Hg f

1 2

1f

2

2ghv

A1

A

−=

( )Hg f

2 2

2f

1

2ghv

A1

A

−=

1 2

1

2

2ghv

A1

A

=

2 2

2

2

2ghv

A1

A

=

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Page 14: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 cm2 dan luas

penampang pipa kecil adalah 3 cm2 serta perbedaan ketinggian

air pada dua pipa vertikal adalah 20 cm tentukan :

a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besar

b) kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil

Page 15: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Tabung Pitot

Tabung pitot merupakan alat yangdigunakan untuk mengukur lajualiran suatu gas atau udara. Denganmengetahui perbedaan ketinggianraksa pada kedua kaki manometer,aliran gas dapat ditentukankelajuannya.

f

u

2 ghv

=

2

3u

3f

v kecepatan aliran udara (m/s)

g percepatan gravitasi (m/s )

h beda tinggi zat cair (m)

massa jenis udara mengalir (kg/m )

massa jenis zat cair dalam manometer (kg/m )

=

=

=

=

=

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

Alat Penyemprot

Alat penyemprot obat antinyamuk danparfum, saat batang pengisap ditekan,udara akan mengalir dengan kecepatantinggi dan melewati mulut pipa. Akibatnya,tekanan di ujung menjadi kecil. Perbedaantekanan ini mengakibatkan cairan di dalamtangki naik dan dihamburkan dengan halusoleh aliran udara dari tabung pengisap.

Page 16: FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal Tidak Kompresibel Tanpa Gesekan Aliran Stasioner Adanya perubahan tekanan tidak mengubah

Gaya Angkat Pesawat Terbang

Pesawat terbang dapat terangkatke udara karena kelajuan udarayang melalui sayap pesawatbagian sisi atas lebih besardaripada bagian sisi bawah

( )1 2 1 2F F p p A− = −

( )2 21 2 2 1

1F F v v A

2− = −

Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab