Oleh: STAVINI BELIA

Transkripsi

1 FLUIDA DINAMIS Oleh: STAVINI BELIA

2 TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Siswa dapat menjelaskan prinsip kontinuitas dan prinsip bernaulli pada fluida dinamik dalam kehidupan seharihari. 2. Siswa dapat menganalisis prinsip kontinuitas dan prinsip bernaulli pada fluida dinamik dalam kehidupan seharihari. 3. Siswa dapat menerapkan prinsip kontinuitas dan prinsip bernaulli pada fluida dinamik dalam kehidupan seharihari.

3 Bentuk Aliran Fluida

4 Bentuk Aliran Fluida Aliran laminar adalah aliran fluida yang mengikuti suatu garis lurus atau melengkung yang jelas ujung dan pangkalnya serta tidak ada garis lurus yang bersilangan.

5 Bentuk Aliran Fluida Aliran turbulen adalah aliran fluida yang ditandai dengan adanya aliran berputar dan arah gerak partikelnya berbeda, bahkan berlawanan dengan arah gerak keseluruhan fluida.

6 Persamaan Kontinuitas 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: Q dan Q A v V t Keterangan: Q = debit aliran fluida (m 3 /s) V = volume fluida yang mengalir (m 3 ) t = waktu (s) v = kecepatan aliran fluida (m/s)

7 Persamaan Kontinuitas 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. Persamaan kontinuitas me-nyatakan bahwa pada aliran fluida ideal, hasil kali laju aliran fluida dengan dengan luas penampangnya adalah konstan.

8 Persamaan Kontinuitas A 1 Q v 1 1 Q A 2 2 v Keterangan: Q 1 = debit aliran fluida bagian 1 (m 3 /s) Q 2 = debit aliran fluida bagian 2 (m 3 /s) A 1 = luas penampang bagian 1 (m 2 ) A 2 = luas penampang bagian 2 (m 2 ) v 1 = kecepatan cairan bagian 1 (m/s) v 2 = kecepatan cairan bagian 2 (m/s) 2

9 Persamaan Bernoulli Tahu kah kamu?? Mengapa pesawat terbang yang terbuat dari logam yang amat berat dapat terbang di angkasa?

10 Persamaan Bernoulli Syarat fluida ideal : 1. Zat cair tanpa adanya geseran dalam (cairan tidak viskous) 2. Zat cair mengalir secara stasioner (tidak berubah) dalam hal kecepatan, arah maupun besarnya (selalu konstan) 3. Zat cair mengalir secara steady, yaitu melalui lintasan tertentu 4. Zat cair tidak termampatkan (incompressible) dan mengalir sejumlah cairan yang sama besarnya (kontinuitas).

11 Persamaan Bernaulli tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah Daniel Bernoulli ( )

12 Persamaan Bernaulli Perhatikan gambar dibawah! Fluida mengalir pada pipa dari ujung 1 ke ujung 2. v 1 = kecepatan pada ujung 1 v 2 = kecepatan pada ujung 2 h 1 = ketinggian ujung 1 h 2 = ketinggian ujung 2 P 1 = Tekanan pada ujung P 2 = Tekanan pada ujung 2

13 Azas Bernaulli dan Akibatnya Asas Bernoulli: Perubahan tekanan dalam fluida mengalir dipengaruhi oleh perubahan kecepatan alirannya dan ketinggian tempat melalui persamaan

14 Azas Bernaulli dan Akibatnya Asas Bernoulli dapat ditafsirkan sebagai asas kelestarian energi dalam fluida. Hal ini disebabkan karena suku 1/2rv 2 menyatakan energi kinetik fluida persatuan volume dan suku rgh menyatakan energi potensial fluida persatuan volume. Dengan memakai sudut pandang ini, tekanan p dapat pula dipandang sebagai energi persatuan volume.

15 Azas Bernoulli dan Akibatnya Akibat Asas Bernoulli: 1. Fluida Statis: Saat v = 0, persamaan Bernoulli kembali pada persamaan fluida statis 2. Daya angkat pesawat Jika h 1 = h 2 (ketinggian fluida tetap), maka: p 2 1 v konstan 2

16 Azas Bernoulli dan Akibatnya Kecepatan fluida yang makin besar akan diimbangi dengan turunnya tekanan fluida, dan sebaliknya. Prinsip inilah yang yang digunakan untuk menghasilkan daya angkat pesawat: Perbedaan kecepatan aliran udara pada sisi atas dan sisi bawah sayap pesawat, akan menghasilkan gaya angkat pesawat

17 Penerapan Azas Bernoulli 1. Karburator, adalah alat dalam mesin kendaraan yang berfungsi untuk menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara lalu campuran ini dimasukkan ke dalam silinder mesin untuk pembakaran. 2. Venturimeter, adalah alat untuk mengukur kelajuan cairan dalam pipa. 3. Tabung pitot, adalah alat untuk mengukur kelajuan gas dalam pipa dari tabung gas. 4. Alat penyemprot nyamuk / parfum

18 Persamaan Bernoulli 1. Suatu bak besar terbuka berisi air yang tinggi permukaannya 760 cm, pada dinding bak terdapat lubang kecil yang tingginya 40 cm dari dasar bak. Bila percepatan gravitasi bumi 10 m/s 2, hitunglah kecepatan air yang bocor dari lubang tersebut! Diketahui : h 1 = 760 cm = 7,6 m h 2 = 40 cm = 0,4 m h = h 1 h 2 = 7,2 m g = 10 m/s 2 Ditanyakan : v 2 =...? Penyelesaian : v = 12 m/s. Jadi kecepatan air yang bocor dari lubang dinding bak adalah 12 m/s.

19 TERIMA KASIH WASALAM