Gaya yang ditimbulkan oleh fluida yang mengalir diperlukan dalam: M = m.v.1

dokumen-dokumen yang mirip
PERTEMUAN X PERSAMAAN MOMENTUM

PERSAMAAN BERNOULLI I PUTU GUSTAVE SURYANTARA P

FLUIDA DINAMIS. 1. PERSAMAAN KONTINUITAS Q = A 1.V 1 = A 2.V 2 = konstanta

BAB II. 2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro. lebih kecil. Menggunakan turbin, generator yang kecil yang sama seperti halnya PLTA.

Soal No. 2 Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

2.1 Zat Cair Dalam Kesetimbangan Relatif

Rumus Minimal. Debit Q = V/t Q = Av

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

FLUIDA. Standar Kompetensi : 8. Menerapkan konsep dan prinsip pada mekanika klasik sistem kontinu (benda tegar dan fluida) dalam penyelesaian masalah.

YAYASAN WIDYA BHAKTI SEKOLAH MENENGAH ATAS SANTA ANGELA TERAKREDITASI A

Mekanika Fluida II. Karakteristik Saluran dan Hukum Dasar Hidrolika

PERTEMUAN III HIDROSTATISTIKA

HIDRODINAMIKA BAB I PENDAHULUAN

1. Tekanan pada Plat Diam

FLUIDA BERGERAK. Di dalam geraknya pada dasarnya dibedakan dalam 2 macam, yaitu : Aliran laminar / stasioner / streamline.

contoh soal dan pembahasan fluida dinamis

Jenis Gaya gaya gesek. Hukum I Newton. jenis gaya gesek. 1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik.

BAB V KINEMATIKA FLUIDA

SOAL TRY OUT FISIKA 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB V ZAT CAIR DALAM KESATIMBANGAN RELATIF

FIsika FLUIDA DINAMIK

BAB 3 DINAMIKA GERAK LURUS

Kinematika. Gerak Lurus Beraturan. Gerak Lurus Beraturan

MODUL KULIAH : MEKANIKA FLUIDA DAN HIROLIKA

Jurnal Dinamis Vol.II,No.14, Januari 2014 ISSN

Jawaban Soal No Diameter pipa : D=150 mm = 0,15 m. Kekentalan Kinematik : Kecepatan Aliran :

BAB II - Keseimbangan di bawah Pengaruh Gaya-gaya yang Berpotongan

PENENTUAN BESAR PENGANGKATAN MAKSIMUM PADA SUDUT ELEVASI TERTENTU DENGAN MENGGUNAKAN PEMODELAN AIRFOIL SAYAP PESAWAT

DINAMIKA. Massa adalah materi yang terkandung dalam suatu zat dan dapat dikatakan sebagai ukuran dari inersia(kelembaman).

DINAMIKA FLUIDA. nurhidayah.staff.unja.ac.id

Catatan Kuliah MEKANIKA FLUIDA

Oleh: STAVINI BELIA

MOMENTUM DAN IMPULS FISIKA 2 SKS PERTEMUAN KE-3

Edy Sriyono. Jurusan Teknik Sipil Universitas Janabadra 2013

MEKANIKA. Oleh WORO SRI HASTUTI DIBERIKAN PADA PERKULIAHAN KONSEP DASAR IPA. Pertemuan 5

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

FLUIDA DINAMIS. Ciri-ciri umum dari aliran fluida :

FIsika KTSP & K-13 FLUIDA STATIS. K e l a s. A. Fluida

Dengan P = selisih tekanan. Gambar 2.2 Bejana Berhubungan (2.1) (2.2) (2.3)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Setelah membaca modul mahasiswa memahami pembagian kecepatan di arah vertical dan horizontal.

BAB III APLIKASI METODE EULER PADA KAJIAN TENTANG GERAK Tujuan Instruksional Setelah mempelajari bab ini pembaca diharapkan dapat: 1.

LENGTH INLET TO HIDRAM EFFICIENCY PANJANG PIPA INLET TERHADAP EFISIENSI POMPA HIDRAM

Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol

Pengantar Oseanografi V

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 TINGKAT KABUPATEN / KOTA FISIKA.

MODUL- 9 Fluida Science Center U i n versit itas Brawijijaya

BAB 5 Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

HIDROLIKA SALURAN TERTUTUP -PUKULAN AIR (WATER HAMMER)- SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA TEKNIK PENGAIRAN

FLUIDA DINAMIS. GARIS ALIR ( Fluida yang mengalir) ada 2

SOAL MID SEMESTER GENAP TP. 2011/2012 : Fisika : Rabu/7 Maret 2012 : 90 menit

2. FLUIDA STATIS (FLUID AT REST)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SET 04 MEKANIKA FLUIDA. Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika ditekan.

BAB II LANDASAN TEORI

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN

Macam Aliran : Berdasarkan Cara Bergerak Partikel zat cair :

BAB I PENDAHULUAN. fisika sejak kita kelas VII. Bila benda dikenai gaya maka benda akan berubah bentuk, benda

B. FLUIDA DINAMIS. Fluida 149

FISIKA STATIKA FLUIDA SMK PERGURUAN CIKINI

MEKANIKA FLUIDA DI SUSUN OLEH : ADE IRMA

Masalah aliran fluida dalam PIPA : Sistem Terbuka (Open channel) Sistem Tertutup Sistem Seri Sistem Parlel

Mempelajari grafik gerak partikel zat cair tanpa meninjau gaya penyebab gerak tersebut.

Mekanika Rekayasa/Teknik I

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab 1 Besaran Fisika dan Satuannya

VII. MOMENTUM LINEAR DAN TUMBUKAN

PEMBAHASAN SOAL PRA UAN SOAL PAKET 2

ANALISA PENGARUH SUDUT KELUAR SUDU TERHADAP PUTARAN TURBIN PELTON ABSTRAK

BAB 5: DINAMIKA: HUKUM-HUKUM DASAR

BAB II LANDASAN TEORI

GAYA GESEK. Gaya Gesek Gaya Gesek Statis Gaya Gesek Kinetik

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

FIsika USAHA DAN ENERGI

1. Review prinsip-prinsip aliran terbuka dan tertutup 1. Persamaan energi bernouli 2. Momentum 3. Persamaan kontinuitas 4. Prinsip aliran tertutup

Publikasi Online Mahsiswa Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Volume 1 No. 1 (2018)

BAB FLUIDA. 7.1 Massa Jenis, Tekanan, dan Tekanan Hidrostatis

Dinamika Rotasi, Statika dan Titik Berat 1 MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

Bagian pertama dari pernyataan hukum I Newton itu mudah dipahami, yaitu memang sebuah benda akan tetap diam bila benda itu tidak dikenai gaya lain.

Tegangan Permukaan. Fenomena Permukaan FLUIDA 2 TEP-FTP UB. Beberapa topik tegangan permukaan

γ adalah tegangan permukaan satuannya adalah N/m

II. TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

LABORATORIUM TEKNIK KIMIA SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2015

MEKANIKA FLUIDA BAB I. SIFAT-SIFAT FLUIDA

BAB II LANDASAN TEORI. dapat dilakukan berdasarkan persamaan kontinuitas yang mana prinsif dasarnya

Soal No. 2 Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II. TINJAUAN PUSTAKA. digalakan penemuan-penemuan atau pemanfatan-pemanfaatan energi-energi

PEMERINTAH KABUPATEN PURBALINGGA DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN SMA NEGERI 1 REMBANG Jalan Monumen Jenderal Soedirman Rembang Purbalingga 53356

BAB 1 PENDAHULUAN. Diktat-elemen mesin-agustinus purna irawan-tm.ft.untar

BAB 3 DINAMIKA. Tujuan Pembelajaran. Bab 3 Dinamika

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Sebagai bintang yang paling dekat dari planet biru Bumi, yaitu hanya berjarak sekitar

BAB II DASAR TEORI Pendahuluan. 2.2 Turbin [6,7,]

MODUL- 2. HIDRODINAMIKA Kode : IKK.365 Materi Belajar -2

Materi Fluida Statik Siklus 1.

DEPARTMEN IKA ITB Jurusan Fisika-Unej BENDA TEGAR. MS Bab 6-1

Fluida atau zat alir adalah zat yang dapat mengalir. Zat cair dan gas adalah fluida. Karena jarak antara dua partikel di dalam fluida tidaklah tetap.

Transkripsi:

Persamaan Momentum Fluida yang bergerak dapat menimbulkan gaya Pancaran air dari curat dinding turbin Gaya yang ditimbulkan oleh fluida yang mengalir diperlukan dalam: - Perencanaan turbin - Mesin-mesin hidrolis - Saluran pipa panjang dan berbelok Gaya persamaan momentum Momentum = massa partikel x kecepatan M = m.v.1 Partikel aliran zat cair mempunyai momentum, v besar dan arah berubah momentum berubah Hujum Newton II : perubahan momentum gaya dinamis da2 v2 da1 v1 dm = dm.v = ρ.v.da.v = ρ.v 2.dA pada seluruh tampang, M = dm = A. ρ.v 2.dA = ρ. A.v 2.dA = ρ. v 2.A M = ρ.q.v..2 V kecepatan rerata tampang dan Q debit aliran dalam waktu dt, massa zat cair yang melewati tabung arus: dm = ρ.dq.dt = ρ.v.dq.dt Hukum Newton II: df = dm.a = ρ.v.da.dt.(dv/dt) = ρ. da.dv

Pada seluruh tampang : F = df = A. ρ. da.dv = ρ.v.dv 3 Gaya yang bekerja pada zat cair tampang 1 dan 2 F = ρ.q (V 2 V 1 )..4a F = ρ.q V 2 - ρ.q V 1.4b Maka gaya laju perubahan momentum Persamaan 4a dapat ditulis dalam arah 3-D: Fx = ρ.q (Vx 2 Vx 1 ) Fy = ρ.q (Vy 2 Vy 1 ) Fz = ρ.q (Vz 2 Vz 1 ).5 F = Fx 2 + Fy 2 + Fz 2 Koefisien Koreksi Momentum (β) Distribusi kecepatan tidak seragam pada tampang M = ρv.da.v momentum sebenarnya dalam aliran anggapan : kecepatan aliran merata : M = β.ρ.v.a.v..6 ρv.da.v = β.ρ.v.a.v β = ( ρv 2.dA)/( ρ.v 2.A) = ( v 2.dA)/( V 2.A).7 aliran laminar : β = 1,33 aliran turbulen : β = 1,01 1,04 persamaan momentum menjadi : F = ρ.q(β 2 v 2 β 1 v 1 )..8 Gaya akibat perubahan kecepatan Misal pada curat yang disambungkan ke pipa, akan memancarkan aliran ke udara luar, akan menimbulkan gaya pada curat Hukum Newton II : aksi = Reaksi Penentuan gaya persamaan momentum antara dua tampang yang ditinjau

Rx P1.A1 1 2 P2.A2 V1 V2 p1 p2=0 Gaya hidrostatis pada tampang 1 =P 1.A 1 Gaya hidrostatis pada tampang 2 = P 2.A 2 Gaya reaksi Rx (dari curat) Perubahan momentum = ρ.q (V 2 -V 1 ) Persamaan momentum P 1.A 1 -P 2.A 2 -Rx = ρ.q (V 2 -V 1 ) Rx = P 1.A 1 - ρ.q (V 2 -V 1 )..9 Gaya akibat perubahan Arah Misal pada belokan pipa menimbulkan gaya yang disebabkan oleh gaya tekanan statis dan dinamis Contoh kasus: belokan pipa pada pipa pesat PLTA tinjau belokan pipa dengan perubahan tampang dan membentuk sudut θ terhadap sumbu X. Berlaku persamaan momentum

Persamaan momentum : arah x P 1.A 1 -P 2.A 2.cosθ-Rx = ρ.q (V 2.cosθ-V 1 ) Rx = P 1.A 1 -P 2.A 2.cosθ-Rx - ρ.q (V 2.cosθ-V 1 )..10 Arah y Ry w - P 2.A 2.sinθ= ρ.q V 2.sinθ Ry = w + P 2.A 2.sinθ + ρ.q V 2.sinθ 11 Resultan gaya : R = R 2 2 x +R y Arah = tg α = Ry/Rx atau α = arc tg (Ry/Rx) Gaya akibat pancaran zat cair 1. Plot tetap - aliran/ pancaran dengan luas Q menghantam dinding/plat datar mengalirkan ke segala arah - arah muka plat V = 0 Debit aliran : Q = a.v Gaya yang ditimbulkan oleh pancaran zat cair R = -F = -ρ.q (o-v) = -ρ.a.v.(o-v) = ρ.a.v 2 12 Bila pancaran zat cair membentuk sudut θ terhadap plat miring, maka gaya R plat

R = ρ.a.v 2.sin θ 2. Plat bergerak V = kecepatan pancaran v = kecepatan plat kecepatan relatif pancaran terhadap plat = (V-v) massa zat cair yang menghantam plat : m = ρ.a(v-v) kecepatan awal relatif terhadap plat = V v kecepatan akhir relatif terhadap plat = 0 V = v gaya yang ditimbulkan oleh pancaran pada plat: R = -F = -m{0-(v-v)) a = dv/dt = V akhir V awal = - ρ.a (V-v) {0-(V-v)) = - ρ.a (V-v) {-(V-v)) = ρa.(v-v) 2 13 Aplikasi pada palt yang dipasang pada roda Turbin - Kecepatan roda = kecepatan tangensial = v - Gaya yang ditimbulkan oleh zat cair pada plat : R = -F = - ρa.v(v-v)

V = ρa.v(v-v) 14 Tititk yang terkena gaya yang bergerak dengan kecepatan v, maka kerja yang dilakukan = gaya x jarak/detik K = ρa.v(v-v).v kg.m/det 15 Energy kinetic pancaran : Ek = ½ m.v 2 = -1/2.ρa.V.v 2 Ek = ½ ρ.av 3..16 Persamaan 15 dan 16 akan memberikan efisiensi kerja η = K/Ek = (ρa.v(v-v).v)/( ½ ρ.av 3 )=(2.(V-v)v)/V 2.17 efisiensi akan maksimum bila dη/dv = 0 d/dv=d/dv{(2.(v-v)v)/v 2 }=2/V 2 {.(V-v)+(v(-1))}=0 = 2/V 2 {.(V-v)- 2/V 2 v = 0 V-v = v v=v/2, substitusikan ke persamaan 17 : η maks = (2(V-V/2))V/2)/V 2 = (2.V/2.V/2)/V 2 =½ efisiensi maksimum = 50% bila kecepatan roda adalah setengah kecepatan pancaran 3. Plat lengkung tetap ß a F V α = sudut pancaran masuk β = sudut pancaran keluar Vx = V cos,α (masuk) Vx = V cos β (keluar) Gaya yang ditimbulkan zat cair pada plat: R = -F = ρ.a.v (-V cosα-v cos β) = ρ.a.v (V cosα+v cos β)..18

Bila α = β = 0, maka: R = 2.ρ.a.V 2..19 Pada plat datar: R = ρ.a.v 2 Maka gaya pada plat lengkung dengan pancaran membelok 180 0 adalah dua kali gaya pada plat datar. Pancaran membelok 180 0 bila plat lengkung = ½ Ο 4. Plat lengkung bergerak Vr V v ß a F Vr v = kecepatan plat lengkung V = kecepatan pancaran air Vr = kecepatan relative Vr = V v Massa air yang menghantam plat m = ρ.a (V v) gaya yang ditimbulkan oleh pancaran dalam aarah pancaran R = -F = ρ.a.(v v){-(v-v)cos β (V-v)} = ρ.a.(v v) 2 (1 + cos β)..20 Kerja : K = ρ.a.(v v) 2 (1 + cos β).v..21 Kerja yang dilakukan akan maksimum bila: Dk/dv = 0 V 2 4Vv + 3v 2 = 0 V (V v) 3v (V v) = 0 (V 3v) (V-v) = 0 V = 3v dan V = v

- Kerja = 0, jika kecepatan pancaran = kecepatan plat atau kecepatan relative = 0 pancaran air tidak menyentuh plat - Kerja maksimum jika kecepatan plat = 1/3 kecepatan pancaran v = 1/3V Substitusikan nilai v ke persamaan 21 Kmas = ρ.a.(v v/3) 2 (1 + cos β).v/3 = ρ.a.(2/3.v) 2 (1 + cos β).v/3 = ρ.a (1 + cos β).4/27.v 3..22 Bila plat ½ Ο atau β = 0 Kmaks = 8/27.ρ.a V 3 Energy kinetic pancaran air: Ek = ½ ρ.a V 3 Efisiensi maksimum η maks = Kmaks/Ek = (8/27.ρ.a V 3 )/( ½ ρ.a V 3 )=16/27 = 59,2%