KELOMPOK 3

FLUIDA NON-VISCOUS

Agung Budhinayaka 12/331245/PA/14527

Farah Eka Putri 12/331199/PA/14496

Fiaz Deja Ramadhan 12/331197/PA/14494

Rizki Khikmawati 12/331215/PA/14508

Saraswati Wahyuningtyas 12/331202/PA/14498

Selly Mutiara Restika 12/331246/PA/14528

Suci Handayani Q . 12/331249/PA14532

Daniel Bernoulli

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam

mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu

aliran fluida , peningkatan pada kecepatan fluida

akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran

tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan

penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang

menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di

dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan

jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.

Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss

yang bernama Daniel Bernoulli.

Asas Bernoulli adalah tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih

kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah

PADA PIPA BERPENAMPANG A1 PADA PIPA BERPENAMPANG A2

Besar usaha untuk memindahkan fluida

sejauh x1 :

Besar usaha untuk memindahkan fluida

sejauh x2 :

111 .xFW 111 xAP

VxA 11dimana

222 .xFW 222 xAP

VxA 22dimana

Sehingga : VPW 11

volume fluida volume fluida

Sehingga : VPW 22

Jadi usaha total yang dilakukan fluida dari ujung kiri ke ujung kanan adalah :

VPVPW 21

mV karena

mPPW 21 Maka didapat :

Perubahan energi mekanik saat fluida bergerak dari ujung kiri ke ujung kanan adalah :

2

1

2

2122

1vvmhhmgEM

Karena Usaha merupakan perubahan energi :MEW

212212212

1vvmhhmg

mPP

m

vvmhhmgPP

21

2

212212

1

212212212

1vvhhgPP

2

1

2

212212

1

2

1vvghghPP

2

222

2

1112

1

2

1vghPvghP

tan2

1 2 konsvghP

Maka :

UNTUK FLUIDA TAK MENGALIR

021 vv

02

10

2

12211 ghPghP

2211 ghPghP

1221 hhgPP

2

222

2

1112

1

2

1vghPvghP

UNTUK FLUIDA YANG MENGALIR PADA PIPA HORIZONTAL

2

22

2

112

1

2

1vghPvghP hhh 21

2122212

1vvPP

BEJANA LUBANG ALIRAN

Keterangan:

Q = aliran debit m3/s

v = kecepatan semburan air pada pada

bocoran itu m/s

h = tinggi air di atas lubang m

g = percepatan gravitasi m/s2

A = luas panampang lubang bocoran m2

ghv 2

ghAQ 2

Menentukan kecepatan dan debit semburan air pada tangki yang berlubang

v2

Po

Poacuan

h1

v1

h2

Tekanan pada permukaan fluida dan pada lubang di bawah adalah sama : (Po)

Jika : h1 = h dan h2 = 0 karena berada pada titik acuan

v1 diabaikan dan v2 = v

Maka : 22

2

100

2

1vgPghP oo

2

2

1vPghP oo

ghv 22

ghv 2

ghAQ 2

Jika luas kebocoran lubang = A, maka debit

fluida yang keluar dari lubang :

Penyemprot nyamuk

Ketika penghisap pompa ditekan, udara dari tabung selinder

dipaksa keluar melalui lubang sempit. Udara yang keluar dari

lubang sempit ini mempunyai kecepatan tinggi sehingga

menurunkan tekanan udara dibagian atas nosel.

Karena tekanan udara di atas

nosel lebih kecil daripada

tekanan udara pada permukaan

caiaran di dalam tabung, maka

cairan akan menyemprot keluar

melalui nosel.

lubang

tekanan rendah

tekanan atmosfer

Gaya Angkat Sayap Pesawat Terbang

GAYA BERAT

(Pengaruh gravitasi bumi)

GAYA ANGKAT(Pengaruh bentuk pesawat)

GAYA HAMBAT(Gesekan antara badan

pesawat dengan udara)

GAYA GERAK(Oleh mesin pesawat)

V2

V1

v1 = kelajuan udara bagian bawah

v2 = kelajuan udara bagian atas

Menurut azas Bernoulli :

v2>v1 P2

Syarat pesawat bisa mengudara :

-Gaya angkat pesawat > berat pesawat

-Laju pesawat harus semakin besar untuk

memeperbesar gaya angkat pesawat

-Ukuran pesawat harus besar sehingga

gaya angkat semakin besar

Asap hasil pembakaran bersuhu tinggi, maka massa jenis

udara tersebut kecil, sehingga mudah terapung/ bergerak ke

atas.

Cerobong yang berada di luar ruangan mendapatkan

tekanan udara yang lebih kecil, sedangkan di dalam ruangan

tertutup tidak ada angin, shg tekanan udara lebih besar.

Karena itulah asap digiring keluar

CEROBONG ASAP

Tabung pitot merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur suatu tekanan dan kelajuan fluida. Biasanya tabung pitot ini digunakan pada pesawat untuk mengukur kecepatan dari suatu pesawat.

TABUNG PITOT

CARA KERJA TABUNG PITOT

Pada prinsip kerjanya tabung pitot ini merubah Energi kinetik dikonversikan menjadi static pressure head dan biasanya digunakan untuk mengukur aliran fluida yang lambat.

Pipa yang mengukur tekanan statis (Pa) terletak secara radial pada batang yang dihubungkan ke skala pengukuran.Tekanan pada ujung pipa di mana fluida masuk merupakan tekanan stagnasi dinamis (Pb)Kedua pengukuran tekanan tersebut dimasukkan dalam persamaan Bernoulli untuk mengetahui kecepatan alirannya

2

222

2

1112

1

2

1vghPvghP

TABUNG PITOTUntuk mengukur kelajuan gas

Aliran gasab

h

Air raksa

v Kelajuan gas di a = va = v

Tekanan di kiri kaki manometer =

tekanan aliran gas (Pa)

Lubang kanan manometer tegak lurus

terhadap aliran gas, sehingga laju gas

di b = vb = 0

Tekanan di kaki kanan manometer = tekanan di b, sedangkan a dan b sama tinggi, sehingga :

22

2

1

2

1bbaa vPvP

baa PvP 2

2

1 2

2

1vPP ab

Beda tekanan di a dan b = tekanan hidrostatis air raksa setinggi h = ghPP ab '

'

Sehingga :

ghv '2

1 2

ghv

'22

ghv

'2

v = kelajuan gas

' = massa jenis raksa dlm manometer = massa jenis gas

h = perbedaan tinggi raksa dlm manometer

SKEMA TABUNG PITOT

TABUNG PITOT

TABUNG PITOT

VENTURIMETER

Alat untuk mengukur kelajuan zat cair

TANPA MANOMETER DENGAN MANOMETER

VENTURIMETER TANPA MANOMETER

h

A1A2

v1 v2P1 P2

Fluida yang diukur tidak memiliki perbedaan ketinggian : 2122212

1vvPP

Berdasarkan persamaan kontinuitas :1

2

12 v

A

Av

21

2

1

2

121

2

1vv

A

APP

1

2

12

2

12

1A

Av

Perbedaan tinggi zat cair pada tabung vertikal : h

Maka :

Sehingga : ghPP 21

1

2

12

2

12

1A

Avgh Jadi :

1

2

12

2

12

1A

Avgh

12

2

2

2

1A

Avgh

1

22

2

1

1

A

A

ghv

Maka kelajuan fluida pada bagian pipa berpenampang A1 adalah :

Sehingga debit fluida pada pipa senturi tanpa manometer adalah :

1

22

2

1

1

A

A

ghAQ

VENTURIMETER DENGAN MANOMETER

A1A2

P1 P2

v1 v2

yh

N M

'Perbedaan tekanan : PPP 21dapat diukur dengan manometer

dimana tekanan di kaki kiri PN = tekanan di kaki kanan PM

MN PP

ghhygPgyP '21 ghghgygyPP '21

ghghP 'Dengan mensubtitusikan persamaan di atas ke

persamaan :

1

2

12

2

12

1A

AvP

Maka akan didapat :

1

'22

2

1

1

A

A

ghv

'= Massa jenis fluida dlm venturi

= Massa jenis fluida dlm manometer

.Adalah aliran fluida yang ditunjukkan dengan

gerak partikel-partikel fluidanya sejajar dan

garis-garis arusnya halus.

Atau bergerak dengan kondisi lapisan-

lapisan yang membentuk garis-garis alir dan

tidak berpotongan satu sama lain.

Ciri-ciri Aliran Laminar :

fluida bergerak

mengikuti garis lurus

kecepatan fluidanya

rendah

viskositasnya tinggi

lintasan gerak fluida

teratur antara satu

dengan yang lain.

ALIRAN TURBULEN

Aliran turbulen adalah aliran fluida yang partikel-

partikelnya bergerak secara acak dan tidak stabil

dengan kecepatan berfluktuasi yang saling

interaksi. Akibat dari hal tersebut garis alir antar

partikel fluidanya saling berpotongan.

Ciri-ciri Aliran Turbulen

tidak adanya keteraturan dalam lintasan fluidanya

aliran banyak bercampur

kecepatan fluida tinggi

panjang skala aliran besar

viskositasnya rendah

Bilangan reynold adalah perbandingan gaya

lembam terhadap gaya viskos.

Bilangan reynold adalah suatu angka yang

menyatakan apakah suatu aliran cenderung

bersifat laminar ataukah turbulen.

BILANGAN REYNOLD

Laminar jika R

ASAP ROKOK

asap rokok yang mengalir naik

keatas, pada bagian dekat

rokok berupa aliran laminer.

agak keatas daerah aliran

transisi, dan keatas lagi terjadi

aliran turbulen.

Contoh Soal No. 1

Bila sepanjang pipa berdiameter 150 mm mengalir gliserin pada 25 oC dengan

kecepatan 3,6 m/s tentukan apakah jenis alirannya laminer atau turbulen

2000708N

708

96,0

)150,0)(6,3)(1258(

VDN

s.Pa10x60,9

m

kg1258

R

R

1

3

Jenis aliran laminer

Jawab :

Apabila suatu fluida mengalir dalam sebuah pipa dengan luas

penampang A dan kecepatan aliran fluidanya v, maka banyaknya

fluida (volum) yang mengalir melalui penampang tersebut tiap

satuan waktu dinamakan debit.

Dalam bentuk persamaan debit dinyatakan sebagai berikut:

vAQ t

VQ dan

Keterangan:

Q = debit aliran fluida (m3/s)

V = volum fluida yang mengalir (m3)

t = waktu (s)

v = kecepatan aliran fluida (m/s)

Jika suatu fluida mengalir dengan aliran tunak melewati pipa yang mempunyai

luas penampang yang berbeda maka volum fluida yang melewati setiap

penampang itu sama besar dalam selang waktu yang sama.

2211

21

vAvA

QQ

Persamaan kontinuitas me-nyatakan

bahwa pada aliran fluida ideal, hasil kali

laju aliran fluida dengan dengan luas

penampangnya adalah konstan.

Keterangan:

Q1 = debit aliran fluida bagian 1 (m3/s)

Q2 = debit aliran fluida bagian 2 (m3/s)

A1 = luas penampang bagian 1 (m2)

A2 = luas penampang bagian 2 (m2)

v1 = kecepatan cairan bagian 1 (m/s)

v2 = kecepatan cairan bagian 2 (m/s)

DAFTAR PUSTAKA

http://adheoshin.blogspot.com/2012/04/aplikasi-hukum-bernoulli-dalam.html

Sumber : Fisika Erlangga th.2003 dan http://yudistywn.wordpress.com/2009/12/01/aliran-laminer-dan-turbulen/

http://fisikadedek.blogspot.com/2013/05/fluida-statik-dan-dinamis.html

http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/38-fluida-dinamis