FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal...
Transcript of FLUIDA DINAMIS - sman1gomoker.sch.id XI MIPA... · 2020. 10. 6. · 1. Fluida Ideal Fluida Ideal...
BAB
Fluida Dinamis
❖ Fluida Ideal
❖ Jenis Aliran Fluida
❖ Persamaan Kontinuitas
❖ Hukum Bernoulli
❖ Penerapan PersamaanKontinuitas
❖ Penerapan HukumBernoulli
FLUIDA DINAMIS
Kembali ke daftar isi
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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