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
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
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
Top Related