HIDROLIKA I Yulyana Aurdin, ST., M.Eng
ATURAN PERKULIAHAN 1. TEPAT WAKTU 2. TIDAK MEMAKAI BAJU KAOS DAN SANDAL
3. TAAT SEGALA PERATURAN PERKULIAHAN 4. KEHADIRAN MIN 80%
HIDROLIKA 1.1.PENDAHULUAN Hidrolika adalah bagian dari hidromekanika (hydro mechanics) yang berhubungan dengan gerak air. Untuk mempelajari HIDROLIKA mahasiswa harus memahami tentang kalkulus dan mekanika fluida lebih dulu. Tidak harus sich...??????? Dengan bekal pengetahuan kalkulus dan mekanika fluida mahasiswa akan mampu memahami penurunan persamaanpersamaan dasar dan fenomena aliran yang pada prinsipnya merupakan fungsi dari tempat (x,y,z) dan waktu (t). Ir.Darmadi,MM 4 4/19/2017
FLUID MECHANICS (MekanikaFluida) HYDRO MECHANICS (Mekanika Cairan) AERO MECHANICS (Mekanika Udara) HYDROSTATICS Statika Fluida HYDRODYNAMICS Dinamika/gerak fluida HYDRAULICS Hidrolika (terapan) AEROSTATICS Statika Udara THEORITICAL AERODYNAMICS EXPERIMENTAL AERODYNAMICS Ir.Darmadi,MM 5 4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA Ir.Darmadi,MM 6 4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA 1.BIDANG JALAN RAYA - Desain saluran drainase Jalan - Desain ruang bawah jembatan Ir.Darmadi,MM 7 3 4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA 2. BIDANG PENGAIRAN Ir.Darmadi,MM 8 3 4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA 2. BIDANG PENGAIRAN Ir.Darmadi,MM 9 3 4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA 3. BIDANG KONSTRUKSI / GEDUNG BERTINGKAT Ir.Darmadi,MM 10 4/19/2017
Yang dipelajari dalam HIDROLIKA a. ALIRAN saluran terbuka b. ALIRAN saluran tertutup / pipa. s Ir.Darmadi,MM 11 4/19/2017
Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran yaitu -aliran saluran tertutup dan - aliran saluran terbuka. Kedua aliran tersebut dalam banyak hal mempunyai kesamaan tetapi ada perbedaan yg prisipal 4/19/2017 Ir.Darmadi,MM 12
Apa perbedaan Open Channel/Free flow dengan Close Conduit/Pipe flow?
Perbedaan prinsipnya adalah pada keberadaan permukaan aliran; - aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas, shg air bebas bentuknya - aliran saluran tertutup mempunyai permukaan tidak bebas karena air mengisi seluruh penampang saluran. - aliran saluran terbuka mempunyai permukaan yang terhubung dengan atmosfer - aliran saluran tertutup mempunyai permukaan tidak terhubungan dengan atmosfer. Ir.Darmadi,MM 14 4/19/2017
HUKUM YANG DIGUNAKAN Persamaan yang dipakai dalam hidrolika Persamaan Kontinuitas Q = A1 V1 = A2 V2 Persamaan Energi E = mgh + ½ mv 2 Persamaan Momentum Persamaan Gesekan Persamaan Bernoulli Ir.Darmadi,MM 15 4/19/2017
HUKUM 1 NEWTON Menurut Hukum pertama Newton, setiap benda memiliki sifat inert (lembam), artinya bila tidak ada ganguan dari luar benda cenderung mempertahankan keadaan geraknya (diam atau bergerak). Dengan demikian hukum Newton yang pertama dapat kita rumuskan sebagai berikut : Dalam kerangka inersial, setiap benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, jika Resultan (jumlah/hasil) gaya yang bekerja pada benda itu sama dengan nol.
APLIKASI HUKUM 1 NEWTON APA YANG TERJADI DENGAN TANGGA TERSEBUT???
APLIKASI HUKUM 1 NEWTON BAGAIMANA DENGAN PERISTIWA YANG INI?? JELASKAN MENURUT PENDAPATMU!
HUKUM KEDUA NEWTON Hukum kedua Newton menyatakan hubungan antara gaya dan perubahan keadaan gerak secara kuantitatif (a). Newton menyebutkan bahwa kecepatan perubahan kuantitas gerak suatu partikel sama dengan resultan gaya yang bekerja pada partikel tersebut. Dalam mekanika klasik pada umumnya massa partikel m adalah tetap, hukum II Newton dituliskan sbb: a F m atau F m.a = gaya resultan yang bekerja pada benda F Gaya sebesar 1 Newton diartikan sebagai besarnya gaya yang bila dikerjakan pada benda bermassa 1 kilogram akan menghasilkan percepatan 1 meter per sekon kuadrat.
APLIKASI HUKUM KEDUA NEWTON
APLIKASI HUKUM KEDUA NEWTON
HUKUM KETIGA NEWTON Menurut hukum ketiga Newton: Setiap gaya mekanik selalu muncul berpasangan, yang satu disebut aksi dan yang lain disebut reaksi, sedemikian rupa sehingga aksi = - reaksi. Yang mana disebut aksi dan yang mana yang disebut reaksi tidaklah penting, yang penting kedua-duanya ada. Sifat pasangan gaya aksi-reaksi adalah sebagai berikut: (1) sama besar (2) arahnya berlawanan, dan (3) bekerja pada benda yang berlainan (satu bekerja pada benda A, yang lain bekerja pada benda B. Pasangan aksi-reaksi yang memenuhi ketiga sifat ini disebut memenuhi bentuk lemah hukum Newton III. Banyak pula pasangan aksi-reaksi yang memenuhi sifat tambahan yaitu (4) mereka terletak dalam satu garis lurus. Pasangan ini juga memenuhi sifat terakhir disebut memenuhi bentuk kuat hukum Newton III.
APLIKASI HUKUM KETIGA NEWTON F 1 F 2 F F F 5 F 6 3 4 Gambar 1 Gambar 2
LEBIH JAUH TENTANG GAYA Gaya F adalah besaran vektor, karena itu mempunyai besar dan arah serta memenuhi aturan-aturan operasi vektor. Satuan untuk gaya adalah newton, dan disingkat dengan N. Besar dan arah gaya bergantung kepada macam sistem dan lingkungan yang sedang ditinjau serta diungkapkan lewat hukum gaya. Hukum gaya ini mempunyai bentuk yang khas bagi sebuah sistem dan lingkungannya. Misal: Benda di dekat permukaan bumi : Gaya berat. Benda diikat dengan tali : Tegangan tali.
APLIKASI SISTEM GAYA
APLIKASI SISTEM GAYA SISTEM PEDATI SISTEM PESAWAT TERBANG F 1 F 4 F 3 F 2 Gaya Arah Gaya Arah F 1 = Gaya tarikan kuda F 2 = Gaya dorongan lantai F 3 = Gaya tarikan gerobak Ke depan Ke depan Ke belakang Gravity Lift Air Drag Glider Ke bawah Ke atas Ke belakang Ke belakang F 4 = Gaya gesekan Ke belakang Propeller Ke depan
BESARAN DAN SISTEM SATUAN 1.1
1.2 BESARAN DAN SATUAN Besaran : Sesuatu yang dapat diukur dinyatakan dengan angka (kuantitatif) Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll. Mengukur : Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Besaran Fisika baru terdefenisi jika : ada nilainya (besarnya) ada satuannya contoh : panjang jalan 10 km satuan nilai 1.4
Satuan : Ukuran dari suatu besaran ditetapkan sebagai satuan. Contoh : meter, kilometer satuan panjang detik, menit, jam satuan waktu gram, kilogram satuan massa dll. Sistem satuan : ada 2 macam 1. Sistem Metrik : a. mks (meter, kilogram, sekon) b. cgs (centimeter, gram, sekon) 2. Sistem Non metrik (sistem British) Sistem Internasional (SI) Sistem satuan mks yang telah disempurnakan yang paling banyak dipakai sekarang ini. Dalam SI : Ada 7 besaran pokok berdimensi dan 2 besaran pokok tak berdimensi 1.5
7 Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI) NO Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi 1 Panjang Meter m L 2 Massa Kilogram kg M 3 Waktu Sekon s T 4 Arus Listrik Ampere A I 5 Suhu Kelvin K θ 6 Intensitas Cahaya Candela cd j 7 Jumlah Zat Mole mol N Besaran Pokok Tak Berdimensi NO Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi 1 Sudut Datar Radian rad - 2 Sudut Ruang Steradian sr - 1.6
Dimensi Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok. - Guna Dimensi : 1. Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran 2. Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan - Metode penjabaran dimensi : 1. Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri 2. Setiap suku berdimensi sama Besaran Turunan Besaran yang diturunkan dari besaran pokok. 1.7
Contoh : a. Tidak menggunakan nama khusus NO Besaran Satuan 1 Kecepatan meter/detik 2 Luas meter 2 b. Mempunyai nama khusus NO Besaran Satuan Lambang 1 Gaya Newton N 2 Energi Joule J 3 Daya Watt W 4 Frekuensi Hertz Hz 1.8
Besaran Turunan dan Dimensi NO Besaran Pokok Rumus Dimensi 1 Luas panjang x lebar [L] 2 2 Volume panjang x lebar x tinggi [L] 3 massa 3 Massa Jenis [m] [L] volume -3 perpindahan 4 Kecepatan waktu [L] [T] -1 5 Percepatan kecepatan waktu [L] [T] -2 6 Gaya massa x percepatan [M] [L] [T] -2 7 Usaha dan Energi gaya x perpindahan [M] [L]2 [T] -2 8 Impuls dan Momentum gaya x waktu [M] [L] [T] -1 1.9
Faktor Penggali dalam SI NO Faktor Nama Simbol 1 10-18 atto a 2 10-15 femto f 3 10-12 piko p 4 10-9 nano n 5 10-6 mikro μ 6 10-3 mili m 7 10 3 kilo K 8 10 6 mega M 9 10 9 giga G 10 10 12 tera T 1.10