The First ^_^

FLUIDA DINAMIS

Fluida dinamis adalah fluida (berupa zat cair, gas) yang dapat mengalir.

       Ciri-ciri Fluida Ideal :

a.              Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible), yaitu volume dan massa jenis fluida tidak berubah akibat tekanan yang diberikan kepadanya.

b.             Fluida tidak mengalami gesekan dengan dinding tempat fluida tersebut mengalir.

c.              Kecepatan aliran fluida bersifat laminer, yaitu kecepatan aliran fluida disembarang titik berubah terhadap waktu sehingga tidak ada fluida yang memotong atau mendahului titik lainnya.

          A.    Besaran-Besaran dalam Fluida Dinamis

1.      Debit (Q)

Debit  adalah volume fluida yang mengalir persatuan waktu melalui suatu pipa dengan luas penampang A dan dengan kecepatan v.

Ket :

V = volume fluida yang mengalir (m³),

t = waktu (s),

A = luas penampang (m²),

v = kecepatan aliran (m/s), dan

Q = debit aliran fluida (m³/s).

Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran

2.      Persamaan Kontinuitas

Jika air mengalir tidak termampatkan maka akan berlaku kekekalan debit atau aliran fluida dan dinamakan kontinuitas.

Kontinuitas atau kekekalan debit ini dapat dituliskan sebagai berikut :

3.      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 :

p + 1/2 ρv₂ + ρgh =konstan

                                                                          atau

Dimana :

p   = tekanan air (Pa)

v    = kecepatan air (m/s)

g   = percepatan gravitasi

h    = ketinggian air

4.      Penerapan Hukum Bernoulli

a.       Venturimeter

Venturimeter dipasang dalam suatu pipa aliran digunakan untuk mengukur laju aliran suatu zat cair. Suatu zat cair dengan massa jenis ρ mengalir melalui sebuah pipa dengan luas penampang A1 pada daerah (1). Pada daerah (2), luas penampang mengecil menjadi A2. Suatu tabung manometer (pipa U) berisi zat cair lain (raksa) dengan massa jenis ρ' dipasang pada pipa. Perhatikan Gambar dibawah ini :

 

                   Kecepatan aliran zat cair di dalam pipa dapat diukur dengan persamaan

b.       Tabung Pitot

                                       

                                              Tabung pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran suatu gas didalam pipa. Perhatikan gambar berikut

                                             

                          

Misalnya udara, mengalir melalui tabung A dengan kecepatan v. Kelajuan udara v di dalam pipa dapat ditentukan dengan persamaan :

c.       Gaya angkat 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:              

ρ  = massa jenis udara (kg/m³)

v_a= kecepatan aliran udara pada bagian atas pesawat (m/s)

v_b= kecepatan aliran udara pada bagian bawah pesawat (m/s)

 F = Gaya angkat pesawat (N)

Pesawat terbang dapat terangkat keatas, jika gaya angkat lebih besa dari gaya berat pesawat. Makin besar kecepatan pesawat, maka makin besar kecepatan udara ini berarti v₂² - v₁¹ bertambah besar sehingga gaya angkat F₁ – F₂ makin besar.demikian juga, makin besar ukuran sayap (A), makin besar gaya angkatnya.

Supaya pesawat dapat terangkat, gaya angkat harus lebih besar daripada berat pesawat (F₁ – F₂ > mg). Jika pesawat sudah berada pada ketinggian tertentu dan pilot ingin mempertahankan ketinggiannya, maka kelajuan pesawat harus diatur, sehingga gaya angkat peswat sama dengan berat pesawat (F₁ – F₂ > mg)

d.       Penyemprot Nyamuk

Alat penyemprot nyamuk juga bekerja berdasarkan Hukum Bernoulli. Tinjaulah alat penyemprot nyamuk pada Gambar dibawah ini :

Jika pengisap dari pompa ditekan maka udara yang melewati pipa sempit pada bagian A akan memiliki kelajuan besar dan tekanan kecil. Hal tersebut menyebabkan cairan obat nyamuk yang ada pada bagian B akan naik dan ikut terdorong keluar bersama udara yang tertekan oleh pengisap pompa.

                B.    Teori Toricelli

n

    

 

     Teori Torricelli menyatakan bahwa kecepatan aliran zat cair pada lubang sama dengan kecepatan benda yang jatuh bebas dari ketinggian yang sama. Menurut Hukum Toricelli, jika diameter lubang kebocoran pada dinding tangki sangat kecil dibandingkan diameter tangki, kelajuan air yang keluar dari lubang sama dengan kelajuan yang diperoleh jika air tersebut jatuh bebas dari ketinggian h. Jarak permukaan air yang berada di dalam tangki ke lubang kebocoran dinyatakan sebagai h₁, sedangkan jarak lubang kebocoran ke dasar tangki dinyatakan h₂.

    
 Kecepatan aliran air pada saat kali pertama keluar dari lubang adalah :

   
 Sedangkan jarak tibanya air di tanah adalah :

                        

                       Waktu yang diperlukan air hingga sampai di tanah adalah :

Untuk Lebih Jelasnya, Lihatlah/download  file dibawah ini.................

      1. Power Point Fluida Dinamis (Copy link dibawah ini...)

                         http://www.4shared.com/file/yL5Z-RW_/Fluida_Dinamis.html

Fluida Dinamis

                     

                            2. Video Pembelajaran Fluida Dinamis
 
                         
                         


                     3. Animasi Fluida Dinamis