BAB IPENDAHULUAN

I.1 Latar BelakangSuatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan Fluida. Cairan adalah salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat padat. Letak partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar partikelnya lemah. Gas juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya sangat lemah sehingga diabaikan.fluida dapat ditinjau sebagai sistem partikel dan kita dapat menelaah sifatnya dengan menggunakan konsep mekanika partikel. Apabila fluida mengalami gaya geser maka akan siap untuk mengalir. Jika kita mengamati fluida statis misalnya di air tempayan. Berdasarkan uraian diatas, maka pada makalah ini akan dibahas mengenai fluida statis. I.2Rumusan MasalahDari latar belakang di atas dapat diambil rumusan permasalahan yaitua)Apa pengertian dari Fluida Statis dan fluida dinamisb)Apa sifat- sifat Fluida Statisc)Apa itu Tekanan Hidrostatisd)Apa saja besaran-besaran dalam fluida dinamisI.3Tujuan PenulisanBerdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan penulisan makalah ini yaitu :a)Untuk mengetahui pengertian dari Fluida Statis dan fluida dinamisb)Untuk mengetahui sifat- sifat fluidac)Untuk mengetahui pengertian tekanan hidrostatisd)Untuk mengetahui besaran- besaran dalam fluidaI.4Manfaat PenulisanAdapun manfaat dari penulisan makalah ini yaitu :1.Dapat dijadikan sebagai sumber informasi terkait pemahaman mengenai fluida statis dan dinamis2.Dapat dijadikan sebagai proses pembelajaran di dalam penulisan makalah

BAB IIPEMBAHASANA.Fluida Statis2.1. Pengertian Fluida Statis

Sebelumnya kita harus mengetahui apa itu fluida. Fluida adalah zat yang dapat mengalir. Kata Fluida mencakup zat cair, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir, sebaliknya batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir. Susu, minyak pelumas, dan air merupakan contoh zat cair. dan Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. Zat gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari.Fluida ini dapat kita bagi menjadi dua bagian yakni:1. Fluida statis2. Fluida DinamisAdapun pengertian dari Fluida Statis adalah fluida yang berada dalam fase tidak bergerak (diam) atau fluida dalam keadaan bergerak tetapi tak ada perbedaan kecepatan antar partikel fluida tersebut atau bisa dikatakan bahwa partikel-partikel fluida tersebut bergerak dengan kecepatan seragam sehingga tidak memiliki gaya geser.Contoh fenomena fluida statis dapat dibagi menjadi statis sederhana dan tidak sederhana. Contoh fluida yang diam secara sederhana adalah air di bak yang tidak dikenai gaya oleh gaya apapun, seperti gaya angin, panas, dan lain-lain yang mengakibatkan air tersebut bergerak. Contoh fluida statis yang tidak sederhana adalah air sungai yang memiliki kecepatan seragam pada tiap partikel di berbagai lapisan dari permukaan sampai dasar sungai.2.2.Sifat- Sifat FluidaSifat fisis fluida dapat ditentukan dan dipahami lebih jelas saat fluida berada dalam keadaan diam (statis). Sifat-sifat fisis fluida statis ini di antaranya, massa jenis, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas.1.Massa JenisPernahkah Anda membandingkan berat antara kayu dan besi? Benarkah pernyataan bahwa besi lebih berat daripada kayu? Pernyataan tersebut tentunya kurang tepat, karena segelondong kayu yang besar jauh lebih berat daripada sebuah bola besi. Pernyataan yang tepat untuk perbandingan antara kayu dan besi tersebut, yaitu besi lebih padat daripada kayu. Anda tentu masih ingat, bahwa setiap benda memiliki kerapatan massa yang berbeda-beda serta merupakan sifat alami dari benda tersebut. Dalam Fisika, ukuran kepadatan (densitas) benda homogen disebut massa jenis, yaitu massa per satuan volume. Jadi massa jenis adalah pengukuranmassasetiap satuanvolumebenda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnyabesi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnyaair).SatuanSImassa jenis adalahkilogrampermeterkubik (kgm-3)Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.Secara matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut. = m/V dengan:m= massa (kg atau g), V= volume (m3atau cm3), dan = massa jenis (kg/m3atau g/cm3).Jenis beberapa bahan dan massa jenisnya dapat dilihat padaTabelberikut.TabelMassa Jenis atau Kerapatan Massa (Density)BahanMassa Jenis (g/cm3)Nama BahanMassa Jenis (g/cm3)

Air1,00Gliserin1,26

Aluminium2,7Kuningan8,6

Baja7,8Perak10,5

Benzena0,9Platina21,4

Besi7,8Raksa13,6

Emas19,3Tembaga8,9

Es0,92Timah Hitam11,3

Etil Alkohol0,81Udara0,0012

2.Tegangan permukaan Tegangan permukaan disebabkan oleh interaksi molekul-molekul zat cair dipermukaan zat cair. Di bagian dalam cairan sebuah molekul dikelilingi oleh molekul lain disekitarnya, tetapi di permukaan cairan tidak ada molekul lain dibagian atas molekul cairan itu. Hal ini menyebabkan timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi permukaan, oleh molekul yang ada di bagian bawah permukaan cairan.Sebaliknya jika molekul di permukaan cairan ditekan, dalam hal ini diberi jarum atau silet, molekul bagian bawah permukaan akan memberikan gaya pemulih yang arahnya ke atas, sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang jarum atau silet tetap di permukaan air tanpa tenggelam. Gaya ke atas untuk menopang jarum atau silet agar tidak tenggelam merupakan perkalian koefisien tegangan permukaan dengan dua kali panjang jarum. Panjang jarum disini adalah permukaan yang bersentuhan dengan zat cair.Jadi dapat kita simpulkan bahwa pengertian dari tegangan permukaan adalahkecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.3.Kapilaritas Untuk membahas kapilaritas, perhatikan sebuah pipa kaca dengan diameter kecil (pipa kapiler) yang ujungnya terbuka saat dimasukkan ke dalam bejana berisi air. Kita dapat menyaksikan bahwa permukaan air dalam pipa akan naik. Lain hasilnya jika kita mencelupkan pipa tersebut ke dalam bejana berisi air raksa. Permukaan air raksa dalam tabung akan turun atau lebih rendah daripada permukaan air raksa dalam bejana. Gejala inilah yang disebut dengan gejala kapilaritas. Pada kejadian ini, pipa yang digunakan adalah pipa kapiler. Oleh karena itu, gejala kapilaritas adalah gejala naik turunnya zat cair dalam pipa kapiler. Permukaan zat cair yang berbentuk cekung atau cembung disebut meniskus. Permukaan air pada dinding kaca yang berbentuk cekung disebut meniskus cekung, sedangkan permukaan air raksa yang berbentuk cembung disebut meniskus cembung. Penyebab dari gejala kapiler adalah adanya adhesi dan kohesi. Kohesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang sama jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak menolak.sedangkan adhesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang berbeda jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain dapat menempel dengan baik karena molekulnya saling tarik menarik atau merekat. Pada gejala kapilaritas pada air, air dalam pipa kapiler naik karena adhesi antara partikel air dengan kaca lebih besar daripada kohesi antar partikel airnya. Sebaliknya, pada gejala kapilaritas air raksa, adhesi air raksa dengan kaca lebih kecil daripada kohesi antar partikel air raksa. Oleh karena itu, sudut kontak antara air raksa dengan dinding kaca akan lebih besar daripada sudut kontak air dengan dinding kaca. Kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang bekerja pada keliling persentuhan zat cair dengan pipa. Berikut ini beberapa contoh yang menunjukkan gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari:a. Naiknya minyak tanah melalui sumbu kompor sehingga kompor bisa dinyalakan.b. Kain dan kertas isap dapat menghisap cairan.c. Air dari akar dapat naik pada batang pohon melalui pembuluh kayu. Selain keuntungan, kapilaritas dapat menimbulkan beberapa masalah berikut ini :Air hujan merembes dari dinding luar, sehingga dinding dalam juga basah.Air dari dinding bawah rumah merembes naik melalui batu bata menuju ke atas sehingga dinding rumah lembab.4.ViskositasViskositas merupakan pengukuran dari ketahananfluidayang diubah baik dengantekananmaupuntegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah "Ketebalan" atau "pergesekan internal". Oleh karena itu,airyang "tipis", memiliki viskositas lebih rendah, sedangkanmaduyang "tebal", memiliki viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut. Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran daripergeseranfluida. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal.2.3. Tekanan HidrostatisTekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan bidang dan dibagi luas permukaan bidang tersebut. Secara matematis, persamaan tekanan dituliskan sebagai berikut.p= F/ Adengan:F= gaya (N),A= luas permukaan (m2), danp= tekanan (N/m2 = Pascal).Persamaan diatasmenyatakan bahwa tekananpberbanding terbalik dengan luas permukaan bidang tempat gaya bekerja. Jadi, untuk besar gaya yang sama, luas bidang yang kecil akan mendapatkan tekanan yang lebih besar daripada luas bidang yang besar. Dapatkah Anda memberikan beberapa contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari?Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekananhidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut.Jika besarnya tekanan hidrostatis pada dasar tabung adalahp, menurut konsep tekanan, besarnyapdapat dihitung dari perbandingan antara gaya berat fluida (F) dan luas permukaan bejana (A).p= F/AGaya berat fluida merupakan perkalian antara massa fluida dengan percepatan gravitasi Bumi, ditulisp= massa x gravitasi bumi / AOleh karenam= V, persamaan tekanan oleh fluida dituliskan sebagaip = Vg / AVolume fluida di dalam bejana merupakan hasil perkalian antara luas permukaan bejana (A) dan tinggi fluida dalam bejana (h). Oleh karena itu, persamaan tekanan di dasar bejana akibat fluida setinggihdapat dituliskan menjadip= (Ah) g / A = h g

Jika tekanan hidrostatis dilambangkan denganph, persamaannya dituliskan sebagai berikut.

ph= gh

dengan:ph= tekanan hidrostatis (N/m2), = massa jenis fluida (kg/m3),g= percepatan gravitasi (m/s2), danh= kedalaman titik dari permukaan fluida (m).Semakin tinggi dari permukaan Bumi, tekanan udara akan semakin berkurang. Sebaliknya, semakin dalam Anda menyelam dari permukaan laut atau danau, tekanan hidrostatis akan semakin bertambah. Mengapa demikian? Hal tersebut disebabkan oleh gaya berat yang dihasilkan oleh udara dan zat cair. Anda telah mengetahui bahwa lapisan udara akan semakin tipis seiring bertambahnya ketinggian dari permukaan Bumi sehingga tekanan udara akan berkurang jika ketinggian bertambah. Adapun untuk zat cair, massanya akan semakin besar seiring dengan bertambahnya kedalaman. Oleh karena itu, tekanan hidrostatis akan bertambah jika kedalaman bertambah.Contoh menghitung tekanan hidrostatisTabung setinggi 30 cm diisi penuh dengan fluida. Tentukanlah tekanan hidrostatis pada dasar tabung, jikag= 10 m/s2 dan tabung berisi:a. air,b. raksa, danc. gliserin.Gunakan data massa jenis pada TabelJawabDiketahui: h= 30 cm dang= 10 m/s2.Ditanya : a.Ph air b. Ph raksa c. Ph gliserinJawab :a.Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi air: Ph= gh= (1.000 kg/m3) (10 m/s2) (0,3 m) = 3.000 N/m2

b.Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi air raksa:Ph= gh= (13.600 kg/m3) (10 m/s2) (0,3 m) = 40.800 N/m2c.Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi gliserin:Ph= gh= (1.260 kg/m3) (10 m/s2) (0,3 m) = 3.780 N/m2

Prinsip tekanan hidrostatis ini digunakan pada alat-alat pengukur tekanan. Alat-alat pengukur tekanan yang digunakan untuk mengukur tekanan gas, di antaranya sebagai berikut.a.Manometer Pipa TerbukaManometer pipa terbuka adalah alat pengukur tekanan gas yang paling sederhana. Alat ini berupa pipa berbentuk U yang berisi zat cair. Ujung yang satu mendapat tekanan sebesarp(dari gas yang hendak diukur tekanannya) dan ujung lainnya berhubungan dengan tekanan atmosfir (p0).b.BarometerBarometer raksa ini ditemukan pada 1643 olehEvangelista Torricelli, seorang ahli Fisika dan Matematika dari Italia. Barometer adalah alat untuk mengukur tekanan udara. Barometer umum digunakan dalam peramalan cuaca, dimana tekanan udara yang tinggi menandakan cuaca bersahabat, sedangkan tekanan udara rendah menandakan kemungkinan badai. Ia mendefinisikan tekanan atmosfir dalam bukunya yang berjudul A Unit of Measurement,The Torr Tekanan atmosfer (1 atm) sama dengan tekanan hidrostatis raksa (mercury) yang tingginya 760 mm. Cara mengonversikan satuannya adalah sebagai berikut.raksa percepatan gravitasi Bumi panjang raksa dalam tabung atau(13.600 kg/cm3)(9,8 m/s2)(0,76 m) = 1,103 105N/m2 Jadi, 1 atm = 76 cmHg = 1,013 105N/m2c.Pengukur Tekanan BanAlat ini digunakan untuk mengukur tekanan udara di dalam ban. Bentuknya berupa silinder panjang yang di dalamnya terdapat pegas. Saat ujungnya ditekankan pada pentil ban, tekanan udara dari dalam ban akan masuk ke dalam silinder dan menekan pegas. Besarnya tekanan yang diterima oleh pegas akan diteruskan ke ujung lain dari silinder yang dihubungkan dengan skala. Skala ini telah dikalibrasi sehingga dapat menunjukkan nilai selisih tekanan udara luar (atmosfer) dengan tekanan udara dalam ban.

B.Fluida Dinamis3.1. Pengertian Fluida DinamisFluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak mengalami putaran-putaran).Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali hal yang berkaitan dengan fluida dinamis ini.1.1.Besaran-besaran dalam fluida dinamisDebit aliran (Q)Jumlah volume fluida yang mengalir persatuan waktu, atau:Dimana :Q = debit aliran (m3/s)A = luas penampang (m2)V = laju aliran fluida (m/s)Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliranDimana :Q = debit aliran (m3/s)V = volume (m3)t = selang waktu (s)Contoh SoalSuatu pipa mengalirkan air dengan debit 1m3tiap sekonnya, dan digunakan untuk mengisi bendungan berukuran ( 100 x 100 x 10 ) m.Hitung waktu yang dibutuhkan untuk mengisi bendungan sampai penuh !Jawab :1.2. Persamaan KontinuitasAir yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai debit yang sama di sembarang titik. Atau jika ditinjau 2 tempat, maka:Debit aliran 1 = Debit aliran 2, atau :A1V1= A2V21.3.Hukum BernoulliHukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah tekanan (p), energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus. Jika dinyatakan dalam persamaan menjadi :Dimana :p = tekanan air (Pa)v = kecepatan air (m/s)g = percepatan gravitasih = ketinggian air

1.4.Penerapan dalam teknologiPesawat TerbangGaya angkat pesawat terbang bukan karena mesin, tetapi pesawat bisa terbang karena memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju aliran udara tepat di bawah sayap, karena laju aliran di atas lebih besar maka mengakibatkan tekanan di atas pesawat lebih kecil daripada tekanan pesawat di bawah.Akibatnya terjadi gaya angkat pesawat dari hasil selisih antara tekanan di atas dan di bawah di kali dengan luas efektif pesawat.Keterangan:- = massa jenis udara (kg/m3)- va= kecepatan aliran udara pada bagian atas pesawat (m/s)- vb= kecepatan aliran udara pada bagian bawah pesawat (m/s)- F= Gaya angkat pesawat (N)Penyemprot Parfum dan Obat NyamukPrinsip kerja yang dilakukan dengan menghasilkan laju yang lebih besar pada ujung atas selang botol sehingga membuat tekanan di atas lebih kecil daripada tekanan di bawah. Akibatnya cairan dalam wadah tersebut terdesak ke atas selang dan lama kelamaan akan menyembur keluar.Perhatikan gambar pipa air di bawah!Suatu zat cair di alirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar di atas. Jika luas penampang A2= 8 cm2, A1= 2 cm2, dan laju zat cair V1= 2 m.s-1, maka besar V2adalah Jawab:A1V1 = A2V22 x 2 = 8 x V2V2 =8/4V2 = 0,5 m.s-1

BAB IIIPENUTUP

III.1 KesimpulanDari hasil pembahasan diatas maka dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu:a)Fluida adalah suatu bentuk materi yang mudah mengalir misalnya zat cair dan gas. Sifat kemudahan mengalir dan kemampuan untuk menyesuaikan dengan tempatnya berada merupakan aspek yang membedakan fluida dengan zat benda tegar.b)Dalam kehidupan sehari-hari, dapat ditemukan aplikasi Hukum Bernoulli yang sudah banyak diterapkan pada sarana dan prasarana yang menunjang kehidupan manusia masa kini seperti untuk menentukan gaya angkat pada sayap dan badan pesawat terbang, penyemprot parfum, penyemprot racun serangga dan lain sebagainya.III.2 SaranAdapun Saran penulis sehubungan dengan bahasan makalah ini, kepada rekan-rekan mahasiswa agar lebih meningkatkan, menggali dan mengkaji lebih dalam tentang bagaimana fluida statis dan dinamishttp://asfarsyafar.blogspot.com/2013/10/makalah-fisika-dasar-fluida-statis-dan.html

Pengertian dan definisi Fluida. Fluida adalah iatilah yang digunakan untuk menyebut segala jenis zat yang dapat mengalir. Baik itu dalam bentuk cairan ataupun gas, selama bisa mengalir maka akan di sebut fluida. Hampir semua bentuk air dan gas disebut fluida. Karena zat cair dan gas memiliki sifat fisik yang sama, yaitu dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Contoh fluida yang paling sederhana adalah air dan udara.Fluida suatu zat yang keberadaannya tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Sepanjang hidupnya manusia akan selalu berhubungan dengan fluida terutama dalam bentuk air dan udara. Dari kedua fluida itu, manusia dapat hidup dan berkembang dan mendapatkan kesejahteraan hidupnya. Karena banyak hal yang bisa dipelajari dari fluida yang ketika diaplikasi kedalam kehidupan sangat bermanfaat.Jenis-jenis FluidaBerdasarkan kondisinya, Fluida dibedakan menjadi 2, yaitu: Fluida Statis Fluida DinamisFluida statis adalah fluida yang berada kondisi diam dan tidak bergerak. Contohnya air sumur, air dalam gelas, air laut, dll. Berkat fluida statis, para ilmuwan dunia menemukan hukum-hukum dasar fisika yang sangat bermanfaat bagi kesjahteraan umat manusia. Hukum-hukum dasar yang berikat dengan fluida statis adantara lain adalahhukum Archimedes,hukum Pascal, hukum Boyle, teoritekanan hidrostatik, dll. Contoh aplikasi yang berhubungan dengan fluida statis adalah kemampuan kapal laut untuk melayang dan mengapung di air, dongkrak hidrolik yang dapat mengangkat benda berat, dll.Fluida dinamis adalah fluida yang berada dalam kondisi bergerak atau mengalir. Contohnya adalah aliran air, angin, dll. Dari fluida dinamis di temukan energi potensial yang dapat dijadikan sumber energi listrik. Contohnya PLT air, PLT angin, dll. Fluida dinamis merupakan salah satu jenis sumberdaya alam yang dapat dimanipulasi dan rekayasa untuk kesejahteraan umat. Karena begitu pentingnya zat fluida dalam menunjang kehidupan manusia, maka ilmu fisika memberikan perhatikan khusus dalam mempelajari tentang fluida dan hal-hal yang berhubungan dengannya.

Bab 7. Fluida Statis & FluidaDinamisPengertian FluidaDalam fisika, fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Anda mungkin pernah belajar di sekolah bahwa materi yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari terdiri dari zat padat, cair dan gas. Nah, istilah fluida mencakup zat cair dan gas, karena zat cair seperti air atau zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Untuk lebih memahami penjelasan gurumuda, alangkah baiknya jika kita tinjau beberapa contoh dalam kehidupan sehari-hari. Ketika dirimu mandi, dirimu pasti membutuhkan air. Untuk sampai ke bak penampung, air dialirkan baik dari mata air atau disedot dari sumur. Air merupakan salah satu contoh zat cair. Masih ada contoh zat cair lainnya seperti minyak pelumas, susu dan sebagainya. Semuanya zat cair itu dapat kita kelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain.Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. zat gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain.Zat padat tidak dapat digolongkan ke dalam fluida karena zat padat tidak dapat mengalir. Batu atau besi tidak dapat mengalir seperti air atau udara. Hal ini dikarenakan zat pada t cenderung tegar dan mempertahankan bentuknya sedangkan fluida tidak mempertahankan bentuknya tetapi mengalir. Selain zat padat, zat cair dan zat gas, terdapat suatu jenis zat lagi yang dinamakan plasma. Plasma merupakan zat gas yang terionisasi dan sering dinamakan sebagai wujud keempat dari materi. Mengenai plasma dapat anda pelajari di perguruan tinggi. Yang pasti, plasma juga tidak dapat digolongkan ke dalam fluida.Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Setiap hari kita menghirupnya, meminumnya dan bahkan terapung atau teggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya, kapal laut mengapung di atasnya; demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang kita minum dan udara yang kita hirup juga bersirkulasi di dalam tubuh kita setiap saat, hingga kadang tidak kita sadari. Jika ingin menikmati bagaimana indahnya konsep mekanika fulida bekerja, pergilah ke pantai.Fluida statisPada penjelasan panjang lebar di atas, gurumuda telah menerangkan makna fluida yang menjadi pokok bahasan kita kali ini. Nah, dalam mempelajari Fluida, kita memilahnya menjadi dua bagian yakni Fluida statis (Fluida diam) dan Fluida Dinamis (Fluida bergerak). Kataya fluida bergerak, kok ada fluida yang diam ?Jangan bingung, fluida memang merupakan zat yang dapat mengalir. Yang kita tinjau dalam Fluida statis adalah ketika fluida yang sedang diam pada keadaan setimbang. Jadi kita meninjau fluida ketika tidak sedang bergerak. Pada Fluida Dinamis, kita akan meninjau fluida ketika bergerak.Fluida dinamisAliran fluida secara umum bisa kita bedakan menjadi dua macam, yakni aliran lurus alias laminar dan aliran turbulen. Aliran lurus bisa kita sebut sebagai aliran mulus, karena setiap partikel fluida yang mengalir tidak saling berpotongan. Salah satu contoh aliran laminar adalah naiknya asap dari ujung rokok yang terbakar. Mula-mula asap naik secara teratur (mulus), beberapa saat kemudian asap sudah tidak bergerak secara teratur lagi tetapi berubah menjadi aliran turbulen. Aliran turbulen ditandai dengan adanya linkaran-lingkaran kecil dan menyerupai pusaran dan kerap disebut sebagai arus eddy. Contoh lain dari aliran turbulen adalah pusaran air.Energi Kinetik RotasiJika energi kinetik translasi merupakan energi yang dimiliki oleh benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus, maka energi kinetik rotasi merupakan energi yang dimiliki oleh benda yang melakukan gerak rotasi. Bedanya, dalam gerak lurus kita menganggap setiap benda sebagai partikel tunggal, sedangkan dalam gerak rotasi, setiap benda dianggap sebagai benda tegar (Benda dianggap terdiri dari banyak partikel. Mengenai hal ini sudah gurumuda jelaskan pada pokok bahasan momen inersia).Persamaan energi kinetik rotasi mirip dengan rumus energi kinetik. Kalau dalam gerak lurus, setiap benda (benda dianggap partikel tunggal) mempunyai massa (m), maka dalam gerak rotasi, setiap benda tegar mempunyai momen inersia (I). Temannya massa tuh momen inersia. Kalau dalam gerak lurus ada kecepatan, maka dalam gerak rotasi ada kecepatan sudut. Secara matematis, energi kinetik rotasi benda tegar, dinyatakan dengan persamaan :EK rotasi = I 2Keterangan:EK = Energi KinetikI = Momen Inersia = Kecepatan sudutPersamaan Energi Kinetik Rotasi benda tegar yang sudah gurumuda tulis di atas, sebenarnya bisa kita turunkan dari persamaan energi kinetik translasi.Setiap benda tegar itu dianggap terdiri dari partikel-partikel. Untuk mudahnya perhatikan ilustrasi di bawah.energi-kinetik-rotasi-bIni contoh sebuah benda tegar. Benda tegar bisa dianggap tersusun dari partikel-partikel. Pada gambar, partikel diwakili oleh titik berwarna hitam. Partikel-partikel tersebar di seluruh bagian benda itu. Jarak setiap partikel ke sumbu rotasi berbeda-beda. Pada gambar, sumbu rotasi diwakili oleh garis berwarna biru.Ketika benda tegar berotasi, semua partikel yang tersebar di seluruh bagian benda itu juga berotasi. Ingat bahwa setiap partikel mempunyai massa (m). Ketika benda tegar berotasi, setiap partikel itu juga bergerak dengan kecepatan (v) tertentu. Kecepatan setiap partikel bergantung pada jaraknya dari sumbu rotasi. Semakin jauh sebuah partikel dari sumbu rotasi, semakin cepat partikel itu bergerak (kecepatannya besar). Sebaliknya, semakin dekat partikel dari sumbu rotasi, semakin lambat partikel itu bergerak (kecepatannya kecil). Untuk membantumu memahami penjelasan gurumuda ini, silahkan mendorong pintu rumah. Dibuktikan sendiri, kalo dirimu belum percayaKetika kita mendorong pintu, pintu juga berotasi alias berputar pada sumbu. Engsel yang menghubungkan pintu dengan tembok berfungsi sebagai sumbu rotasi. Nah, ketika pintu berputar, bagian tepi pintu bergerak lebih cepat (kecepatannya lebih besar). Sebaliknya, bagian pintu yang berada di dekat engsel bergerak lebih pelan (kecepatannya lebih kecil). Jadi ketika sebuah benda berotasi, kecepatan (v) setiap partikel berbeda-beda, tergantung jaraknya dari sumbu rotasi.Karena setiap partikel mempunyai massa (m) dan kecepatan (v), maka kita bisa mengatakan bahwa ketika sebuah benda tegar berotasi, semua partikel yang menyusun benda itu memiliki energi kinetik (energi kinetik = energi kinetik translasi jangan lupa ya). Nah, total energi kinetik semua partikel yang menyusun benda tegar = energi kinetik benda tegar. Secara matematis, bisa ditulis sebagai berikut :EK benda tegar = Total semua Energi Kinetik partikelEK benda tegar = EK1 + EK2 + EK3 + . + EKnEK benda tegar = m1v12 + m2v22 + m3v32 + . + mnvn2Keterangan :EK1 = m1v12 = Energi Kinetik Partikel 1EK2 = m2v22 = Energi Kinetik Partikel 2EK3 = m3v32 = Energi Kinetik Partikel 3Karena partikel yang menyusun benda tegar sangat banyak, maka kita cukup menulis titik-titik (..)EKn = mnvn2 = Energi Kinetik partikel yang terakhirPersamaan di atas bisa kita tulis lagi seperti ini :energi-kinetik-rotasi-cWalaupun kecepatan linear setiap partikel berbeda-beda, kecepatan sudut semua partikel itu selalu sama. Dengan kata lain, ketika sebuah benda tegar berotasi, kecepatan sudut semua bagian benda itu selalu sama. Hubungan antara kecepatan linear dan kecepatan sudut, dinyatakan dengan persamaan :energi-kinetik-rotasi-dKarena kecepatan sudut semua partikel sama, maka persamaan ini bisa ditulis menjadi :energi-kinetik-rotasi-eIni adalah persamaan energi kinetik rotasi benda tegar Satuan energi kinetik rotasi = jouleTekananBarometer air raksa sebagai pengukur tekanan udara dalam satuan milibarTekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A).p = \frac{F}{A}Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi.Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer.SUMBER :http://rustamfu.blogspot.com/2010/03/fluida-statis-dan-fluida-dinamis.html

FLUIDA STATIS DAN DINAMIS1.FLUIDAFluida adalah zat yang dapat mengalir. Kata Fluida mencakup zat car, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir, sebaliknya batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir.Susu, minyak pelumas, dan air merupakan contoh zat cair. dan Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. Zat gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari- hari. Setiap hari manusia menghirup, meminum, terapungatau tenggelam didalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari.1.sifat sifat fluida dibagi menjadi tiga adalaha.tidak dapat melawan secara tetap stress geser.b.Mempunyai komprebilitas.c.Mempunyai kekentalan atau viskositas.2.Fluida ini dapat kita bagi menjadi dua bagian yakni:1.Materi fluida statis terdiri dari :a.Tekananb.Tegangan permukaanc.Kapilaritas2.Materi fluida dinamis terdiri dari :a.Persamaan Kontinuitasb.Persamaan Bernaoullic.Viskositas

1.1PengertianFluidastatisFluida Statis adalah fluida yang berada dalam fase tidak bergerak (diam) atau fluida dalam keadaan bergerak tetapi tak ada perbedaan kecepatan antar partikel fluida tersebut atau bisa dikatakan bahwa partikel-partikel fluida tersebut bergerak dengan kecepatan seragam sehingga tidak memiliki gaya geser.Contoh fenomena fluida statis dapat dibagi menjadi statis sederhana dan tidak sederhana. Contoh fluida yang diam secara sederhana adalah air di bak yang tidak dikenai gaya oleh gaya apapun, seperti gaya angin, panas, dan lain-lain yang mengakibatkan air tersebut bergerak. Contoh fluida statis yang tidak sederhana adalah air sungai yang memiliki kecepatan seragam pada tiap partikel di berbagai lapisan dari permukaan sampai dasar sungai.Cairan yang berada dalam bejana mengalami gaya-gaya yang seimbang sehingga cairan itu tidak mengalir. Gaya dari sebelah kiri diimbangi dengan gaya dari sebelah kanan, gaya dari atas ditahan dari bawah. Cairan yang massanya M menekan dasar bejana dengan gaya sebesar Mg. Gaya ini tersebar merata pada seluruh permukaan dasar bejana. Selama cairan itu tidak mengalir (dalam keadaan statis), pada cairan tidak ada gaya geseran sehingga hanya melakukan gaya ke bawah oleh akibat berat cairan dalam kolom tersebut.1.Tekanan Besar tekanan di definisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Apabila gaya sebesar Fbekerja secara tegak lurus dan merata pada permukaan bidang seluas A, tekananpada permukaan itu dapat di rumuskantekanansebagai berikut:

Keterangan :P = tekanan (N/m2)F = gaya (N)A = luas (m2)Satuan tekanan dalam SI adalah N/m2atau disebut juga Pascal (Pa). untuk tekanan udara kadang-kadang digunakan satuan atmosfer (atm), cm raksa (cmHg), mmHg (atau torr dari Torricelli) atau milibar (mb).Aturan konversinya adalah sebagai berikut :1 mb = 10-3bar1 bar = 105Pa1 atm = 76 cmHg = 1,01 x 105Pa1 mmHg = 1 torr = 1,316 x 10-3atm = 133,3 Pa1.Tekanan HidrostatikTekanan hidrostatis adalah tekanan pada zat cair yang diam. Besarnya tekanan hidrostatis tergantung pada jenis dan kedalaman zat cair, tidak tergantung pada bentuk wadahnya (asalkan wadahnya terbuka).Besarnya tekanan hidrostatis dirumuskan dengan :P = p g hKeterangan:P = tekanan (Pa atau N/m2))p = massa jenis zat cair (kg/m3)g = perepatan gravitasi bumi (m/s2 atau N/kg)h = kedalaman (m)Sehingga besar tekanan pada alas bejana adalah

Jadi, besarnya tekanan hidrostatik secara umum di rumuskan sebagai berikutGaya hidrostatik pada alas bejana ditentukan dengan rumus sebagai berikut

Pernyataan di atas dikenal sebagai hukum utama hidrostatika. Perhatikan gambar berikut:"Tekanan hidrostatik pada sembarang titik yang terletak pada satu bidang datar di dalam satu jenis zat cair yang diam, besarnya sama."

Berdasarkan hukum utama hidrostatika dapat dirumuskan :PA= PB= PCPD= PEHukum utama hidrostatika dapat diterapkan untuk menentukan masa jenis zat cair dengan menggunakan pipa U. Perhatikanlah gambar berikut!Dalam hal ini, dua cairan yang digunakan tidak akan tercampur. Pipa U mula-mula diisi dengan zat cair yang sudah diketahui massa jenisnya, kemudian salah satu kaki dituangi zat cair yang di cari massa jenisnyahingga setinggi h1. Kemudian, tarik garis mendatar AB sepanjang pipa. Ukur tinggi zat cair mula-mula di atas garis AB (misal : h2)Menurut hukum utama hidrostatika, tekanan di A sama dengan di B.1.Tekanan GaugeTekanan Gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan tekanan atmosfer (tekanan udara luar).Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan adalah tekanan gauge.Adapun tekanan sesungguhnya disebut dengan tekanan mutlak.Tekanan mutlak = tekanan gauge + tekanan atmosferP = Pgauge + Patm2.Tekanan Mutlak Pada Suatu Kedalaman Zat CairTekanan hidrostatis zat cair dapat kita miripkan dengan tekanan gauge.Dengan demikian,tekanan mutlak pada kedalam h dirumuskan sebagai berikut.

P =P0 + ghKeterangan:P = Tekanan Hidrostatika (Pa)P0 = Tekanan Atmosfer (0,01 x 105 Pa) = Massa jenis (kg/m3)g = Percepatan gravitasi 9,8 m/s2h = Kedalaman (m)Pemahaman tekanan gauge dengan melakukan percobaan yang menggunakan sebuah kaleng/wadah yang diberikan dua lubang pada sisinya kemudian diisi dengan air hingga penuh.Pabsolut = Patmosfer + PhidrostatisP = p atm + p ghAir terpancar dari lubang-lubang kedua sisi kaleng.Ketika kaleng diangkat dan dipercepat keatas maka jarak pancaran air dari kedua lubang semakin jauh dengan lubang.Tapi,ketika kaleng dijatuhkan dari suatu ketinggian,jarak pancaran air dari kedua lubang menjadi dekat dengan lubang.2.Hukum pascal

Ketika pengisap kecil kamu dorong maka pengisaptersebut diberikan gaya sebesar F1 terhadap luas bidangA1, akibatnya timbul tekanan sebesar p1. Menurut Pascal,tekanan ini akan diteruskan ke segala arah dengan sama ratasehingga tekanan akan diteruskan ke pengisap besar dengansama besar. Dengan demikian, pada pengisap yang besar punterjadi tekanan yang besarnya sama dengan p1. Tekanan inimenimbulkan gaya pada luas bidang tekan pengisap kedua(A2) sebesar F2 sehingga kamu dapat menuliskan persamaansebagai berikut.Keterangan :P1=tekanan (pa)P2=tekanan (pa)F1=gaya(N)F2=gaya(N)A1= luas(cm2)A2= luas(cm2)Jadi, gaya yang ditimbulkan pada pengisap besaradalah:Dari Persamaan, dapat disimpulkan bahwa untukmendapatkan efek gaya yang besar dari gaya yang kecil, makaluas penampangnya harus diperbesar. Inilah prinsip kerjasederhana dari alat teknik pengangkat mobil yang disebutpompa hidrolik.

1.Bejana BerhubunganPrinsip bejana berhubungan adalah sebuah peristiwa di mana permukaan air selalu rata. Dalam hal ini, tidak dipengaruhi oleh bentuk permukan dasar atau bentuk tabungnya, dengan syarat tempat air tersebut berhubungan.aplikasi bejana berhubungan dalam kehidupan sehari hari.a.Tukang BangunanTukang bangunan menggunakan konsep bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus yang datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela-jendela supaya antara jendela satu dan jendela lainnya sejajar. Tukang bangunan menggunakan slang kecil yang diisi air dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu permukaan air kedua ujung slang. Kemudian, seutas benang dibentangkan menghubungkan dua permukaan air pada kedua ujung slang. Dengan cara ini, tukang bangunan akan memperoleh permukaan datar.b.Teko AirPerhatikan teko air di rumahmu. Teko tersebut merupakan sebuah bejana berhubungan. Teko air yang baik harus mempunyai mulut yang lebih tinggi daripada tabung tempat menyimpan air.c.Tempat Penampungan AirBiasanya, setiap rumah mempunyai tempat penampungan air. Tempat penampungan air ini ditempatkan di tempat tinggi misalnya atap rumah. Jika diamati, wadah air yang cukup besar dihubungkan dengan kran tempat keluarnya air menggunakan pipa-pipa. Jika bentuk bejana berhubungan pada penjelasan sebelumnya membentuk huruf U, bejana pada penampungan air ini tidak berbentuk demikian. Hal ini sengaja dirancang demikian karena sistem ini bertujuan untuk mengalirkan air ke tempat yang lebih rendah dengan kekuatan pancaran yang cukup besar.2.2pengertian fluida dinamisFluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak mengalami putaran-putaran). Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali hal yang berkaitan dengan fluida dinamis ini.

1.Macam macam fluida dinamis :a.Aliran steady (stasioner)b.Aliran viscousc.Aliran turbulen1.Persamaan kontinitas dan benoulliPersamaan kontinuitas menyatakan hubungan anatar kecepatan fluida yang masuk pada suatu pipa terhadap kecepatan fluida yang keluar. Hubungan tersebut dinyatakan sebagai berikut :v1A1 = v2A2 = Q

a.Debit aliran (Q) Jumlah volume fluida yang mengalir persatuan waktu.

Dimana :Q = debit aliran (m3/s)A = luas penampang (m2)V = laju aliran fluida (m/s)b.Debit aliran (Q) Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliranDimana :Q = debit aliran (m3/s)V = volume (m3)t = selang waktu (s)2.Persamaan bernoulliHukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakanbahwa jumlah tekanan (p), energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.Jika dinyatakan dalam persamaan menjadi :

Dimana :p = tekanan air (Pa)v = kecepatan air (m/s)g = percepatan gravitasih = ketinggian aira.Dua kasus persamaan bernoulli1.Kasus untuk fluida tak bergerak (fluida statis) untuk fluida tak bergerak ,kecepatan v1= v2. Persamaan ini adalah persamaan tekananhidrostatis sebagai berikut .

P1+g h1+0 = P2+g h2+0P1 P2=(h1- h2)2.Kasus untuk fluida yang mengalir (fluida statis) dalam pipa mendatar dalam pipa mendatar (horizontal) tidak terdapat perbedaan ketinggian dianatara bagian bagian fluida. Ini berarti ketinggian h1- h2P1+g V12+0 = P2+g V22+0P1 P2=(V12- V22)

Menyatakan bahwa jika V2V1makaP1P2ini berarti bahwa temapat yang kelajuan aliran besar, tekanan kecil. Ebaliknya ditempat ditempat yang kelajuannya aliran kecil, tekanan besar. pernyataan ini dikenalasas bernoulli.b.Teorema torricelliSalah satu penggunaan persamaan Bernoulli adalah menghitung kecepatan zat cair yang keluar dari dasar sebuah wadah(lihat gambar di bawah).Kita terapkan persamaan Bernoulli pada titik 1 (permukaan wadah) dan titik 2 (permukaan lubang). Karena diameter kran/lubang pada dasar wadah jauh lebih kecil dari diameter wadah, maka kecepatan zat cair di permukaan wadah dianggap nol (v1 = 0). Permukaan wadah dan permukaan lubang/kran terbuka sehingga tekanannya sama dengan tekanan atmosfir (P1 = P2). Dengan demikian, persamaan Bernoulli untuk kasus ini adalah :p+1v+ gh=p+ v+ ghgh1=v22+ gh2Jika kita ingin menghitung kecepatan aliran zat cair pada lubang di dasar wadah, maka persamaan ini menjadi :

gh1= (v22+gh2)Massa jenis zat cair sama sehinggadilenyapkan :gh1=v22+gh2v22=gh1-gh2v22=v2=v2=berdasarkan persamaan ini, tampak bahwa laju aliran air pada lubang yang berjarak h dari permukaan wadah sama dengan laju aliran air yang jatuh bebas sejauh h (bandingkan gerak jatuh bebas). Ini dikenal dengan teorema torricceli.3.ViskositasViskositas berhubungan dengan fluida yang tidak enceryaitu adanya gaya gesekan atau friksi anatara lapisan lapisan fluida menyebabkan kehilangan energi. Arus tidak lagi stasioner dan beda kecepatan tiap arus sehingga disebut aliran laminar. Lapisan akan menarik lapisan dibawah dengan gaya f.

FLUIDA STATIK DAN DINAMIS FLUIDA Fluida adalah zat yang dapat mengalir. Kata Fluida mencakup zat car, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir, sebaliknya batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir. Susu, minyak pelumas, dan air merupakan contoh zat cair. dan Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. Zat gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari. Fluida ini dapat kita bagi menjadi dua bagian yakni: 1. Fluida statis 2. Fluida Dinamis 1. FLUIDA STATIS Fluida Statis adalah fluida yang berada dalam fase tidak bergerak (diam) atau fluida dalam keadaan bergerak tetapi tak ada perbedaan kecepatan antar partikel fluida tersebut atau bisa dikatakan bahwa partikel-partikel fluida tersebut bergerak dengan kecepatan seragam sehingga tidak memiliki gaya geser. Contoh fenomena fluida statis dapat dibagi menjadi statis sederhana dan tidak sederhana. Contoh fluida yang diam secara sederhana adalah air di bak yang tidak dikenai gaya oleh gaya apapun, seperti gaya angin, panas, dan lain-lain yang mengakibatkan air tersebut bergerak. Contoh fluida statis yang tidak sederhana adalah air sungai yang memiliki kecepatan seragam pada tiap partikel di berbagai lapisan dari permukaan sampai dasar sungai. Cairan yang berada dalam bejana mengalami gaya-gaya yang seimbang sehingga cairan itu tidak mengalir. Gaya dari sebelah kiri diimbangi dengan gaya dari sebelah kanan, gaya dari atas ditahan dari bawah. Cairan yang massanya M menekan dasar bejana dengan gaya sebesar Mg. Gaya ini tersebar merata pada seluruh permukaan dasar bejana. Selama cairan itu tidak mengalir (dalam keadaan statis), pada cairan tidak ada gaya geseran sehingga hanya melakukan gaya ke bawah oleh akibat berat cairan dalam kolom tersebut. Sifat- Sifat Fluida Sifat fisis fluida dapat ditentukan dan dipahami lebih jelas saat fluida berada dalam keadaan diam (statis). Sifat-sifat fisis fluida statis ini di antaranya, massa jenis, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas. 1. Massa Jenis Pernahkah Anda membandingkan berat antara kayu dan besi? Benarkah pernyataan bahwa besi lebih berat daripada kayu? Pernyataan tersebut tentunya kurang tepat, karena segelondong kayu yang besar jauh lebih berat daripada sebuah bola besi. Pernyataan yang tepat untuk perbandingan antara kayu dan besi tersebut, yaitu besi lebih padat daripada kayu. Anda tentu masih ingat, bahwa setiap benda memiliki kerapatan massa yang berbeda-beda serta merupakan sifat alami dari benda tersebut. Dalam Fisika, ukuran kepadatan (densitas) benda homogen disebut massa jenis, yaitu massa per satuan volume. Jadi massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kgm-3) Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama. Secara matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut. dengan: m = massa (kg atau g), V = volume (m3 atau cm3), dan = massa jenis (kg/m3 atau g/cm3). Jenis beberapa bahan dan massa jenisnya dapat dilihat pada Tabel berikut. Tabel Massa Jenis atau Kerapatan Massa (Density) Bahan Massa Jenis (g/cm3) Nama Bahan Massa Jenis (g/cm3) Air 1,00 Gliserin 1,26 Aluminium 2,7 Kuningan 8,6 Baja 7,8 Perak 10,5 Benzena 0,9 Platina 21,4 Besi 7,8 Raksa 13,6 Emas 19,3 Tembaga 8,9 Es 0,92 Timah Hitam 11,3 Etil Alkohol 0,81 Udara 0,0012 2. Tegangan permukaan Mari kita amati sebatang jarum atau sebuah silet yang kita buat terapung di permukaan air sebagai benda yang mengalami tegangan permukaan. Tegangan permukaan disebabkan oleh interaksi molekul-molekul zat cair dipermukaan zat cair. Di bagian dalam cairan sebuah molekul dikelilingi oleh molekul lain disekitarnya, tetapi di permukaan cairan tidak ada molekul lain dibagian atas molekul cairan itu. Hal ini menyebabkan timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi permukaan, oleh molekul yang ada di bagian bawah permukaan cairan. Sebaliknya jika molekul di permukaan cairan ditekan, dalam hal ini diberi jarum atau silet, molekul bagian bawah permukaan akan memberikan gaya pemulih yang arahnya ke atas, sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang jarum atau silet tetap di permukaan air tanpa tenggelam. Gaya ke atas untuk menopang jarum atau silet agar tidak tenggelam merupakan perkalian koefisien tegangan permukaan dengan dua kali panjang jarum. Panjang jarum disini adalah permukaan yang bersentuhan dengan zat cair. Jadi dapat kita simpulkan bahwa pengertian dari tegangan permukaan adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. 3. Kapilaritas Tegangan permukaan ternyata juga mempunyai peranan pada fenomena menarik, yaitu kapilaritas. Contoh peristiwa yang menunjukkan kapilaritas adalah minyak tanah, yang dapat naik melalui sumbu kompor. Selain itu, dinding rumah kita pada musim hujan dapat basah juga terjadi karena adanya gejala kapilaritas. Untuk membahas kapilaritas, kita perhatikan sebuah pipa kaca dengan diameter kecil (pipa kapiler) yang ujungnya terbuka saat dimasukkan ke dalam bejana berisi air. Kita dapat menyaksikan bahwa permukaan air dalam pipa akan naik. Lain hasilnya jika kita mencelupkan pipa tersebut ke dalam bejana berisi air raksa. Permukaan air raksa dalam tabung akan turun atau lebih rendah daripada permukaan air raksa dalam bejana. Gejala inilah yang disebut dengan gejala kapilaritas. Pada kejadian ini, pipa yang digunakan adalah pipa kapiler. Oleh karena itu, gejala kapilaritas adalah gejala naik turunnya zat cair dalam pipa kapiler. Permukaan zat cair yang berbentuk cekung atau cembung disebut meniskus. Permukaan air pada dinding kaca yang berbentuk cekung disebut meniskus cekung, sedangkan permukaan air raksa yang berbentuk cembung disebut meniskus cembung. Penyebab dari gejala kapiler adalah adanya adhesi dan kohesi. Kohesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang sama jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak menolak. sedangkan adhesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang berbeda jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain dapat menempel dengan baik karena molekulnya saling tarik menarik atau merekat. Pada gejala kapilaritas pada air, air dalam pipa kapiler naik karena adhesi antara partikel air dengan kaca lebih besar daripada kohesi antar partikel airnya. Sebaliknya, pada gejala kapilaritas air raksa, adhesi air raksa dengan kaca lebih kecil daripada kohesi antar partikel air raksa. Oleh karena itu, sudut kontak antara air raksa dengan dinding kaca akan lebih besar daripada sudut kontak air dengan dinding kaca. Kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang bekerja pada keliling persentuhan zat cair dengan pipa. Berikut ini beberapa contoh yang menunjukkan gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari: a. Naiknya minyak tanah melalui sumbu kompor sehingga kompor bisa dinyalakan. b. Kain dan kertas isap dapat menghisap cairan. c. Air dari akar dapat naik pada batang pohon melalui pembuluh kayu. Selain keuntungan, kapilaritas dapat menimbulkan beberapa masalah berikut ini : Air hujan merembes dari dinding luar, sehingga dinding dalam juga basah. Air dari dinding bawah rumah merembes naik melalui batu bata menuju ke atas sehingga dinding rumah lembab. 4. Viskositas Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah "Ketebalan" atau "pergesekan internal". Oleh karena itu, air yang "tipis", memiliki viskositas lebih rendah, sedangkan madu yang "tebal", memiliki viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut. Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal. Tekanan Hidrostatis Masih ingatkah Anda definisi tekanan? Tekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan bidang dan dibagi luas permukaan bidang tersebut. Secara matematis, persamaan tekanan dituliskan sebagai berikut. p= F/ A dengan: F = gaya (N), A = luas permukaan (m2), dan p = tekanan (N/m2 = Pascal). Persamaan diatas menyatakan bahwa tekanan p berbanding terbalik dengan luas permukaan bidang tempat gaya bekerja. Jadi, untuk besar gaya yang sama, luas bidang yang kecil akan mendapatkan tekanan yang lebih besar daripada luas bidang yang besar. Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut.Jika besarnya tekanan hidrostatis pada dasar tabung adalah p, menurut konsep tekanan, besarnya p dapat dihitung dari perbandingan antara gaya berat fluida (F) dan luas permukaan bejana (A). p= F/A Gaya berat fluida merupakan perkalian antara massa fluida dengan percepatan gravitasi Bumi, ditulis p= massa x gravitasi bumi / A Oleh karena m = V, persamaan tekanan oleh fluida dituliskan sebagai p = Vg / A Volume fluida di dalam bejana merupakan hasil perkalian antara luas permukaan bejana (A) dan tinggi fluida dalam bejana (h). Oleh karena itu, persamaan tekanan di dasar bejana akibat fluida setinggi h dapat dituliskan menjadi p= (Ah) g / A = h g Jika tekanan hidrostatis dilambangkan dengan ph, persamaannya dituliskan sebagai berikut. Ph = g h ph = tekanan hidrostatis (N/m2), = massa jenis fluida (kg/m3), g = percepatan gravitasi (m/s2), dan h = kedalaman titik dari permukaan fluida (m). Semakin tinggi dari permukaan Bumi, tekanan udara akan semakin berkurang. Sebaliknya, semakin dalam Anda menyelam dari permukaan laut atau danau, tekanan hidrostatis akan semakin bertambah. Mengapa demikian? Hal tersebut disebabkan oleh gaya berat yang dihasilkan oleh udara dan zat cair. Anda telah mengetahui bahwa lapisan udara akan semakin tipis seiring bertambahnya ketinggian dari permukaan Bumi sehingga tekanan udara akan berkurang jika ketinggian bertambah. Adapun untuk zat cair, massanya akan semakin besar seiring dengan bertambahnya kedalaman. Oleh karena itu, tekanan hidrostatis akan bertambah jika kedalaman bertambah. Contoh menghitung tekanan hidrostatis Tabung setinggi 30 cm diisi penuh dengan fluida. Tentukanlah tekanan hidrostatis pada dasar tabung, jika g = 10 m/s2 dan tabung berisi: a. air, b. raksa, dan c. gliserin. Gunakan data massa jenis pada Tabel Jawab Diketahui: h = 30 cm dan g = 10 m/s2. Ditanya : a. Ph air b. Ph raksa c. Ph gliserin Jawab : a. Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi air: Ph = gh = (1.000 kg/m3) (10 m/s2) (0,3 m) = 3.000 N/m2 b. Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi air raksa: Ph = gh = (13.600 kg/m3) (10 m/s2) (0,3 m) = 40.800 N/m2 c. Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi gliserin: Ph = gh = (1.260 kg/m3) (10 m/s2) (0,3 m) = 3.780 N/m2 Prinsip tekanan hidrostatis ini digunakan pada alat-alat pengukur tekanan. Alat-alat pengukur tekanan yang digunakan untuk mengukur tekanan gas, di antaranya sebagai berikut. a. Manometer Pipa Terbuka Manometer pipa terbuka adalah alat pengukur tekanan gas yang paling sederhana. Alat ini berupa pipa berbentuk U yang berisi zat cair. Ujung yang satu mendapat tekanan sebesar p (dari gas yang hendak diukur tekanannya) dan ujung lainnya berhubungan dengan tekanan atmosfir (p0). b. Barometer Barometer raksa ini ditemukan pada 1643 oleh Evangelista Torricelli, seorang ahli Fisika dan Matematika dari Italia. Barometer adalah alat untuk mengukur tekanan udara. Barometer umum digunakan dalam peramalan cuaca, dimana tekanan udara yang tinggi menandakan cuaca bersahabat, sedangkan tekanan udara rendah menandakan kemungkinan badai. Ia mendefinisikan tekanan atmosfir dalam bukunya yang berjudul A Unit of Measurement, The Torr Tekanan atmosfer (1 atm) sama dengan tekanan hidrostatis raksa (mercury) yang tingginya 760 mm. Cara mengonversikan satuannya adalah sebagai berikut. raksa percepatan gravitasi Bumi panjang raksa dalam tabung atau (13.600 kg/cm3 )(9,8 m/s2)(0,76 m) = 1,103 105 N/m2 Jadi, 1 atm = 76 cmHg = 1,013 105 N/m2 c. Pengukur Tekanan Ban Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan udara di dalam ban. Bentuknya berupa silinder panjang yang di dalamnya terdapat pegas. Saat ujungnya ditekankan pada pentil ban, tekanan udara dari dalam ban akan masuk ke dalam silinder dan menekan pegas. Besarnya tekanan yang diterima oleh pegas akan diteruskan ke ujung lain dari silinder yang dihubungkan dengan skala. Skala ini telah dikalibrasi sehingga dapat menunjukkan nilai selisih tekanan udara luar (atmosfer) dengan tekanan udara dalam ban. MEKANIKA FLUIDA Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum yang mempelajari fluida (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak. Fluida Newtonian vs. non-Newtonian Sebuah Fluida Newtonian (dinamakan dari Isaac Newton) didefinisikan sebagai fluida yang tegangan gesernya berbanding lurus secara linier dengan gradien kecepatan pada arah tegak lurus dengan bidang geser. Definisi ini memiliki arti bahwa fluida newtonian akan mengalir terus tanpa dipengaruhi gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Sebagai contoh, air adalah fluida Newtonian karena air memiliki properti fluida sekalipun pada keadaan diaduk. Sebaliknya, bila fluida non-Newtonian diaduk, akan tersisa suatu "lubang". Lubang ini akan terisi seiring dengan berjalannya waktu. Sifat seperti ini dapat teramati pada material-material seperti puding. Peristiwa lain yang terjadi saat fluida non-Newtonian diaduk adalah penurunan viskositas yang menyebabkan fluida tampak "lebih tipis" (dapat dilihat pada cat). Ada banyak tipe fluida non-Newtonian yang kesemuanya memiliki properti tertentu yang berubah pada keadaan tertentu. Persamaan pada fluida Newtonian Konstanta yang menghubungkan tegangan geser dan gradien kecepatan secara linier dikenal dengan istilah viskositas. Persamaan yang menggambarkan perlakuan fluida Newtonian adalah: di mana adalah tegangan geser yang dihasilkan oleh fluida adalah viskositas fluida-sebuah konstanta proporsionalitas adalah gradien kecepatan yang tegak lurus dengan arah geseran Viskositas pada fluida Newtonian secara definisi hanya bergantung pada temperatur dan tekanan dan tidak bergantung pada gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Jika fluida bersifat inkompresibel dan viskositas bernilai tetap di seluruh bagian fluida, persamaan yang menggambarkan tegangan geser (dalam koordinat kartesian) adalah di mana ij adalah tegangan geser pada bidang ith dengan arah jth vi adalah kecepatan pada arah ith xj adalah koordinat berarah jth Jika suatu fluida tidak memenuhi hubungan ini, fluida ini disebut fluida non-Newtonian. ALIRAN FLUIDA Aliran fluida dapat diaktegorikan: 1. Aliran laminar Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan lapisan, atau lamina lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar . Dalam aliran laminar ini viskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan terjadinya gerakan relative antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton 2. Aliran turbulen Aliran dimana pergerakan dari partikel partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian kerugian aliran. 3. Aliran transisi Aliran transisi merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke aliran turbulen. KONSEP DASAR Bilangan Reynolds Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat membedakan suatu Dilihat dari kecepatan aliran, menurut (Mr. Reynolds) diasumsikan/dikategorikanlaminar bila aliran tersebut mempunyai bilangan Re kurang dari 2300, Untuk aliran transisi berada pada pada bilangan Re 2300 dan 4000 biasa juga disebut sebagai bilangan. Viskositas Viskositas fluida merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk. Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, tekanan, kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskositas zat cair cenderung menurun dengan seiring bertambahnya kenaikan temperatur hal ini disebabkan gaya gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunya viskositas dari zat cair tersebut. Rapat jenis (density ) Density atau rapat jenis () suatu zat adalah ukuran untuk konsentrasi zat tersebut dan dinyatakan dalam massa persatuan volume; sifat ini ditentukan dengan cara menghitung nilai density dapat dipengaruhi oleh temperatur semakin tinggi temperatur maka kerapatan suatu fluida semakin berkurang karena disebabkan gaya kohesi dari molekul molekul fluida semakin berkurang. Koefisien Gesek Koefisien gesek dipengaruhi oleh kecepatan, karena distribusi kecepatan pada aliran laminar dan aliran turbulen berbeda, maka koefisien gesek erbeda pula untuk masing masing jenis aliran. Reynolds kritis, sedangkan aliran turbulen mempunyai bilangan Re lebih dari 4000. TEKANAN DALAM FLUIDA Misalkan kita sedang berendam di dalam air, apa yang kita rasakan? Seolah-olah air menekan seluruh tubuh kita yang bersentuhan dengan air. Tekanan ini semakin besar apabila kita masuk lebih dalam ke dalam air. Fenomena apa yang ada dibalik peristiwa ini. Pernyataan ini mengandung pengertian bahwa fluida memberikan tekanan terhadap benda yang berada di dalamnya. Pengertian ini diperluas menjadi tekanan pada fluida tergantung pada ketebalannya atau lebih tepatnya kedalamannya. Udara/atmosfer terdiri dari gas-gas yang juga merupakan bentuk dari fluida. Maka udara juga akan memiliki tekanan seperti definisi di atas. Tekanan udara kita anggap sama untuk ketinggian tertentu di atas bumi namun untuk ketinggian yang sangat tinggi di atas permukaan bumi besarnya menjadi berbeda. FLUIDA ELEKTRO-REOLOGI Mungkin, yang pertama kali melakukan percobaan pembuatan dan penerapan cairan fluida yang merespon kondisi luarnya adalah Pak Winslow pada tahun 1940. Kenapa saya awali dengan mungkin? Sebab ide atau niatan membuat fluida pintar ini sudah ada sejak 150 tahun yang lalu. Lalu Pak Winslow lah yang berhasil melakukan percobaan pembuatannya. Kebanyakan fluida elektro-reologi merupakan dispersi dari partikel dielectric yang tersuspensi pada non-conducting liquid (cairan yang bersifat bukan konduksi, alias tidak mampu hantar listrik). Mudahnya, anda punya partikel (bulet kecil-kecil) dari bahan dielectrik kemudian dicampur dengan cairan tak mampu hantar listrik, misal silicone-oils, hingga sifat campuran seperti suspensi. Itulah fluida elektro-reologi. Yield stress, tegangan geser, yaitu gaya luar yang diperlukan untuk menggeser fluida tersebut, dari keadaan diam kemudian mengalir. Fluida elektro-reologi mula-mula mempunyai nilai yield stress relatif kecil, ya iyalahcairan gitu loh Namun ketika medan listrik dari luar diaplikasikan, nilai yield stress-nya menjadi meningkat dengan drastis, alias susah untuk mengalir. Mekanisme yang sering digunakan untuk menjelaskan fenomena ini adalah ketika medan listrik luar (ordenya sekitar kV/mm) diaplikasikan kepada fluida elektro-reologi, menimbulkan efek dipole (pe-dua-kutub-an) dari dielektrik partikel yang tersuspensi dalam cairan tsb. Berubahnya sifat dialektrik partikel hingga mempunyai kutub ini menyebabkan partikel kecil-kecil saling mendekat satu sama lainnya, sesusai sifat kutub masing-masing. Sehingga terciptalah rantai/susunan partikel searah dengan medan listrik. Lihat animasi diawal artikel. Bentuk daripada susunan rapi jajaran partikel yang berbentuk seperti rantai inilah yang menyebabkan nilai yield stress menjadi naik secara dramatis. Definisi pendahuluan tentang fluida pintar jenis ini dicukupkan sampai disini, ntar disambung lagi yang lebih dalam jika memungkinkan. Kini, aplikasi dari fluida elektro-reologi telah mempunyai pangsa pasar tersendiri, diantaranya: - controllable valve and shakers - controllable machinery and engine mount - controllable clutch and brakes - controllable dampers Mungkin ada sebagian peralatan ini pernah anda lihat, sekilas lihat, bahkan anda pakai dan operasikan terutama di perusahaan-perusahaan besar. Namun yang tampak nyata di depan anda hanyalah kemudah-aturan dan kecanggihan peralatan tersebut. Siapa sangka dibalik produk-produk tersebut tersimpan keruwetan dan keunikan aspek science dan teknologi yang membikin dahi berkerut, kening melebar, dan otak berputar sekian banyak peneliti dan sekian lama waktu yang diperlukan. FLUIDA BERMAGNET Pada tahun 1960-an, Pak Rosensweig menjadi pelopor penelitian pembuatan dan aplikasi dari fluida bermagnet. Kemudian setelah beberapa saat setelah penelitiannya berkembang, beliau mendirikan perusahaan yang dikenal dengan Perusahaan Ferrofluidics. Fluida bermagnet terdiri atas partikel bermagnet (superparamagnetic particle) berukuran sangan kecil (skala nano, < 10 nm) yang terdispersi dalam cairan pembawa. Tahukan seberapa kecil ukuran nano-meter itu? Iya benar, sepersejuta meter. Suangaat kecil bukan. Campuran dispersi antara partikel magnet dan cairan pembawa cenderung bersifat stabil (tidak terjadi sedimentasi/pengendapan), disebabkan pergerakan Brownian (Brownian motion) yang terjadi ketika kita mencampur partikel sangat kecil kedalam suatu cairan. Mudahnya, ketika anda mengaduk gula dalam segelas air, gulanya tidak akan mengendap dibawah jika adukannya merata. Artinya gula berubah jadi partikel sangat kecil sekali lalu tersuspensi kedalam air, dan cenderung stabil. Para peneliti juga berhasil menaikkan performa stabilitas fluida bermagnet dengan menambahkan surfactant, suatu zat yang mencegah menempelnya partikel magnet satu sama lainnya, sehingga penggumpalan bisa dihindari. Sehingga stabilitas fluida bermagnet dapat dipertahankan lebih lama lagi. Fluida bermagnet akan berubah sifat dan karakternya ketika dikenakan medan magnet. Viskositas adalah salah satu parameter yang bisa diatur pada fluida bermagnet. Karena waktu respon yang diperlukan sangat pendek (dalam orde mili-second), maka kemampuan mudah-aturnya cepat mendapat perhatian pangsa pasar. High-pressure seal dan media pendingin loudspeaker adalah salah dua produk yang digemari pasar saat ini. FLUIDA MAGNET-REOLOGI Tibalah saatnya kita mengenal fluida pintar jenis ketiga yaitu fluida magnet-reologi. Secara umum komposisinya sama dengan fluida bermagnet, yaitu: partikel magnet + cairan pembawa + surfactant. Cuma bedanya adalah ukuran partikel magnet dalam orde mikro-meter (seperseribu meter) dan peran surfactant yang sangat besar untuk mencegah proses pengendapan. Pergerakan Brownian tidak terjadi pada fluida jenis ini, karena ukuran partikel relatif besar. Hal yang menakjubkan dari sifat fluida magnet-reologi ini adalah kemampuannya berubah fase menjadi semi-padat bahkan cukup padat hingga dapat dikategorikan fase padat (solid phase). 2. FLUIDA DINAMIS Pengertian Fluida Dinamis Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak mengalami putaran-putaran). Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali hal yang berkaitan dengan fluida dinamis ini. Besaran-besaran dalam fluida dinamis Debit aliran (Q) Jumlah volume fluida yang mengalir persatuan waktu, atau: Dimana : Q = debit aliran (m3/s) A = luas penampang (m2) V = laju aliran fluida (m/s) Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran Dimana : Q = debit aliran (m3/s) V = volume (m3) t = selang waktu (s) Persamaan Kontinuitas Air yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai debit yang sama di sembarang titik. Atau jika ditinjau 2 tempat, maka: Debit aliran 1 = Debit aliran 2, atau : Hukum Bernoulli Hukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah tekanan (p), energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus. Jika dinyatakan dalam persamaan menjadi : Dimana : p = tekanan air (Pa) v = kecepatan air (m/s) g = percepatan gravitasi h = ketinggian air Penerapan dalam teknologi Pesawat Terbang Gaya angkat pesawat terbang bukan karena mesin, tetapi pesawat bisa terbang karena memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju aliran udara tepat di bawah sayap, karena laju aliran di atas lebih besar maka mengakibatkan tekanan di atas pesawat lebih kecil daripada tekanan pesawat di bawah. Akibatnya terjadi gaya angkat pesawat dari hasil selisih antara tekanan di atas dan di bawah di kali dengan luas efektif pesawat. Keterangan: = massa jenis udara (kg/m3) va= kecepatan aliran udara pada bagian atas pesawat (m/s) vb= kecepatan aliran udara pada bagian bawah pesawat (m/s) F = Gaya angkat pesawat (N) Penyemprot Parfum dan Obat Nyamuk Prinsip kerja yang dilakukan dengan menghasilkan laju yang lebih besar pada ujung atas selang botol sehingga membuat tekanan di atas lebih kecil daripada tekanan di bawah. Akibatnya cairan dalam wadah tersebut terdesak ke atas selang dan lama kelamaan akan menyembur keluar.

Copy and WIN :http://ow.ly/KNICZ