Downloaded 1,391 times
Uploaded byMeiza Fitri
Fluida dinamis
Dokumen tersebut membahas tentang fluida dinamis dan beberapa azas yang terkait, seperti azas kontinuitas yang menyatakan bahwa debit aliran fluida harus sama di setiap bagian, serta azas Bernoulli yang menyatakan hubungan antara kecepatan, tekanan, dan ketinggian fluida dalam aliran. Dokumen tersebut juga menjelaskan beberapa aplikasi azas-azas tersebut dalam alat seperti venturimeter dan tabung Pitot.
Fluida dinamis
- 1.
- 3. FLUIDA DINAMIS FLUIDA DINAMIS AZAZKONTINUITAS AZAZ BERNOULLI
- 4. FLUIDA DINAMIS • fluidadinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. • Dalam mempelajari materi fluida dinamis, suatu fluida dianggap sebagai fluida ideal. • Fluida ideal adalah fluida yang inkompresibel (yaitu, yang densitasnya sulit diubah) dan tidak memiliki gesekan dalam (disebut viskositas).
- 5. FLUIDA DINAMIS Fluida idealadalah fluida yang memiliki ciri-ciri berikut ini: Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible), yaitu volume dan massa jenis fluida tidak berubah akibat tekanan yang diberikan kepadanya. Fluida tidak mengalami gesekan dengan dinding tempat fluida tersebut mengalir. Kecepatan aliran fluida bersifat laminer, yaitu kecepatan aliran fluida disembarang titik berubah terhadap waktu sehingga tidak ada fluida yang memotong atau mendahului titik lainnya.
- 6. AZAZ KONTINUITAS Debit Aliran (Q) PersamaanKontinuitas jumlah volume fluida yang mengalir persatuan waktu, atau Q = ∆V / ∆t = AV∆t / ∆t = AV dimana : Q = debit aliran (m3/s) A = luas penampang (m2) V = laju aliran fluida (m/s) aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran Q=V/t dimana : Q = debit aliran (m3/s) V = volume (m3) t = selang waktu (s)
- 7. AZAZ KONTINUITAS Persamaan Kontinuitas Debit Aliran(Q) contoh soal suatu pipa mengalirkan air dengan debit 1m3 tiap sekonnya, dan digunakan untuk mengisi bendungan berukuran ( 100 x 100 x 10 ) m. hitung waktu yang dibutuhkan untuk mengisi bendungan sampai penuh ! jawab : t=V/Q t = 100.000 m³ / 1 m³/ s t = 100.000 sekon
- 8. AZAZ KONTINUITAS Debit Aliran (Q) PersamaanKontinuitas 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 : A₁ V₁ = A₂V₂
- 9. SOAL Sebuah pipa lurusmemiliki dua macam penampang, masing-masing dengan luas penampang 200 mm2 dan 100 mm2. Pipa tersebut diletakkan secara horisontal, sedangkan air di dalamnya mengalir dari penampang besar ke penampang kecil. Jika kecepatan arus di penampang besar adalah 2 m/s, tentukanlah kecepatan arus air di penampang kecil.
- 10. jawab A₁ V₁ =A₂V₂ 200 mm2 x 2 m/s = 100 mm2 x V₂ 400 = 100 V₂ V₂= 400 / 100 V₂ = 4 m/s
- 11. AZAZ BERNOULLI ALAT YANG MENERAPKAN HUKUMBERNOULLI PENGERTIAN hukum bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. jika dinyatakan dalam persamaan menjadi : P₁ + ½ρv₁² + ρgh₁ = P₂ + ½ρv₂² + ρgh₂ dimana : p = tekanan air (pa) v = kecepatan air (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s²) h = ketinggian air (m) ρ = massa jenis (kg/ m³)
- 12. AZAZ BERNOULLI ALAT YANG MENERAPKAN HUKUMBERNOULLI PIPA MENDATAR PENGERTIAN TEORI T0RRICELLI VENTURIMETER TABUNG PITOT GAYA ANGKAT PESAWAT TERBANG Penyemprot Nyamuk
- 13. Menurut persamaan Bernoulli: P1 +ρ v12 + ρ g h1 = P2 +ρ v22 + ρ g h2 Karena mendatar h1 = h2 Maka:P1 +ρ v12 = P2 +ρ v22 Karena A1 > A2 Maka P1 > P2 Hal ini memperlihatkan bahwa tempat-tempat yang menyempit fluida memiliki kecepatan besar, tekanannya mengecil. Sebaliknya, ditempattempat yang luas fluida memiliki kecepatan kecil, tekanannya besar.
- 14. SOAL Pada gambar dibawah pipa selindris diletakkan mendatar, diameter A = 4 cm, B = 2 cm. Jika kecepatan aliran di A = 3 m/s dan tekanannya 103 N/m2, tentukan kecepatan aliran dan tekanan di B! (ρair = 1000 kg/m3).
- 15. 2 2 jawab AA VA= AB VB = vB = 12 m/s = 2 N/m
- 16. TEORI TORRICELLI Pada dindingbejana terdapat lubang kebocoran kecil yang berjarak h dari permukaan zat cair. Zat cair mengalir pada lubang dengan kecepatan v. Tekanan di titik a pada lubang sama dengan tekanan di titik b pada permukaan zat cair yaitu sama dengan tekanan udara luar B. karena lubang kebocoran kecil, permukaan zat cair dalam bejana turun perlahanlahan, sehingga v2 dianggap nol. Zat cair dalam sebuah bejana
- 17. TEORI TORRICELLI Keterangan : v= kecepatan zat cair keluar lubang (m/s) h = jarak permukaan zat cair terhadap lubang (m) g = percepatan gravitasi (m/s2) x = jarak jatuhnya zat cair di lantai terhadap dinding (m) t = waktu zat cair dari lubang sampai ke lantai (s) Q = debit (m3/s) A = luas penampang lubang (m2)
- 18. SOAL Gambar di bawahini menunjukkan sebuah reservoir yang penuh dengan air. Pada dinding bagian bawah reservoir itu bocor hingga air memancar sampai di tanah. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah: » Kecepatan air keluar dari bagian yang bocor » Waktu yang diperlukan air sampai ke tanah » Jarak pancaran maksimum di tanah diukur dari titik P.
- 19. jawab = = = 6 m/s =1sekon x = vt = (6 m/s)(1s) = 6 m
- 20. VENTURIMETER Venturimeter adalah alatyang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran zat cair dalam pipa. 1. Venturimeter dengan manometer Venturimeter yang dilengkapi dengan manometer dan diisi dengan zat cair yang memeiliki massa jenis ρ’, maka kecepatan pada penampang 1 adalah: Keterangan: v1 = kecepatan aliran penampang pipa lebar (m/s) A1 = Luas penampang pipa besar (m2) A2 = Luas penampang pipa kecil (m2) ρ’ = massa jenis fluida dalam manometer (Kg/m3) ρ = massa jenis fluida (Kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) Kecepatan pada penampang 2 adalah:
- 21. VENTURIMETER 2. Venturimeter tanpamanometer Tabung atau pipa dapat dimanfaatkan untuk menentukan kelajuan fluida di dalam sebuah pipa dan juga dimanfaatkan dalam kaburator. Keterangan: v1 = kecepatan aliran penampang pipa lebar (m/s) A1 = Luas penampang pipa besar (m2) A2 = Luas penampang pipa kecil (m2) h = selisih tinggi permukaan fluida pada pipa pengukur beda tekanan (m) g = percepatan gravitasi (m/s2)
- 22. SOAL Pipa venturimeter yangmemiliki luas penampang masing-masing 8 × 10–2 m2 dan 5 × 10–3 m2 digunakan untuk mengukur kelajuan air. Jika beda ketinggian air raksa di dalam kedua manometer adalah 0,2 m dan g = 10 m/s2, tentukanlah kelajuan air tersebut ( ρ raksa = 13.600 kg/ m3).
- 23. jawab V1 = 5× 10–3 V1 = 5 × 10–3 V1 = 0,44 m / s
- 24. TABUNG PITOT Tabung pitotdigunakan untuk mengukur kecepatan aliran gas. Dengan menggunakan persamaan Bernoulli akan diperoleh kecepatan aliran gas dalam tabung adalah: Keterangan: v = kecepatan aliran gas dalam tabung (m/s) ρ’ = massa jenis zat cair dalam manometer (Kg/m3) ρ = massa jenis gas (Kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = selisih tinggi permukaan zat cair dalam manometer ( m )
- 25. GAYA ANGKAT PESAWATTERBANG jika pesawat bergerak lebih cepat, gaya angkat akan lebih besar dan semakin luas sayap pesawat makin besar pula gaya angkatnya. Gaya angkat pada sayap pesawat terbang dirumuskan sebagai berikut: F1 – F2 = (P1 – P2) A F1 – F2 =ρ A (v22- v12) dengan: F1 – F2 = gaya angkat pesawat terbang (N), A = luas penampang sayap pesawat (m2), v1 = kecepatan udara di bagian bawah sayap (m/s), v2 = kecepatan udara di bagian atas sayap (m/s), dan ρ = massa jenis fluida (udara).
- 26. SOAL Sebuah pesawat terbangbergerak dengan kecepatan tertentu sehingga udara yang melalui bagian atas dan bagian bawah sayap pesawat yang luas permukaannya 50 m2 bergerak dengan kelajuan masing-masing 320 m/s dan 300 m/s. Berapakah besarnya gaya angkat pada sayap pesawat terbang tersebut? (ρ udara = 1,3 kg/m3)
- 27. jawab F1 – F2=ρ A (v22- v12) F1 – F2 = 1,3 x 50 x (102400 – 90000) F1 – F2 = 806000 N
- 28. Penyemprot Nyamuk Jika pengisapdari 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.
- 29. Thanks For YourAttention If You Think You Can… You Can…