Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

FI-1101: Fluida, Pg 1 FI-1101: Kuliah 12 Fluida Agenda Hari Ini l Statika Fluida Tekanan Fluida Tekanan Fluida Tekanan Atmosfir Tekanan Atmosfir Prinsip.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "FI-1101: Fluida, Pg 1 FI-1101: Kuliah 12 Fluida Agenda Hari Ini l Statika Fluida Tekanan Fluida Tekanan Fluida Tekanan Atmosfir Tekanan Atmosfir Prinsip."— Transcript presentasi:

1 FI-1101: Fluida, Pg 1 FI-1101: Kuliah 12 Fluida Agenda Hari Ini l Statika Fluida Tekanan Fluida Tekanan Fluida Tekanan Atmosfir Tekanan Atmosfir Prinsip Pascal Prinsip Pascal Gaya Apung & Prinsip Archimedes Gaya Apung & Prinsip Archimedes l Dinamika Fluida çLaju aliran & persamaan kontinuitas çPersamaan Bernoulli

2 FI-1101: Fluida, Pg 2 Statika Fluida Beberapa definisi: 1. Kerapatan/rapat massa suatu bahan,  : massa suatu bahan dibagi volumenya 2. Gravitasi Spesifik (SG) suatu bahan : perbandingan antara rapat massa bahan tersebut dengan rapat massa air pada suhu 4 0 C  m/V (kg/m 3 )

3 FI-1101: Fluida, Pg 3 Tabel 1. Rapat massa beberapa bahan Bahan Rapat massa,  (kg/m 3 ) Aluminium2,7 x 10 3 Besi & Baja7,8 x 10 3 Tembaga8,9 x 10 3 Timbal11,3 x 10 3 Emas19,3 x 10 3 Kayu (tipikal)0,3 – 0,9 x 10 3 Air (4 0 C)1,0 x 10 3 Air laut1,025 x 10 3 Air Raksa (Hg)13,6 x 10 3 Udara1,29 Helium0.179

4 FI-1101: Fluida, Pg 4 Contoh 1 Tentukan massa dari sebuah bola besi yang memiliki jari- jari 18 cm. Solusi: çVolume dari suatu bola adalah : çDari Tabel 1 diketahui rapat massa besi adalah: 7800 kg/m 3. Sehingga massa bola besi adalah: V=4/3  r 3 V=4/3  r 3 = 4/3 (3.14)(0.18m) 3 = m 3 m=  V = (7800 kg/m 3 )(0.024 m 3 ) = 190 kg

5 FI-1101: Fluida, Pg 5 Tekanan dalam Fluida Tekanan, p, didefinisikan sebagai gaya per satuan luas Satuan N/m 2 dinamai pascal (Pa) sebagai penghargaan untuk Blaise Pascal. p  F/A (N/m 2 ) Hasil percobaan menunjukkan bahwa fluida memberikan tekanan ke segala arah dengan sama rata

6 FI-1101: Fluida, Pg 6 Tekanan dalam Fluida… Mari kita hitung besarnya tekanan dalam suatu fluida yang rapat massanya serba sama dengan kedalaman tertentu. Tinjau suatu titik pada kedalaman h dari permukaan fluida. Tekanan oleh fluida pada kedalaman h adalah karena berat dari kolom fluida diatasnya. Tekanan, p, adalah : p  F/A =  Ahg / A =  gh Tekanan fluida sebanding dengan rapat massa dan kedalaman dalam fluida   h Sehingga gaya yang bekerja pada suatu luas A adalah: F = mg =  Ahg

7 FI-1101: Fluida, Pg 7 Tekanan Atmosfir Jika diatas permukaan fluida terdapat tekanan, p 0 maka tekanan dalam fluida dengan kedalaman h adalah:   h Untuk permukaan di atas fluida yang terbuka, p 0 adalah tekanan atmosfir. Tekanan atmosfir bumi berubah dengan ketinggian. Tekanan udara pada suatu tempat tertentu juga bervariasi sesuai dengan kondisi cuaca. Tekanan atmosfir rata-rata pada permukaan air laut adalah: 1 atm = x 10 5 N/m 2 = kPa p0p0 p  p 0  +  gh Satuan lain: 1 bar = 1.0 x 10 5 N/m 2 = 100 kPa

8 FI-1101: Fluida, Pg 8 Prinsip Pascal l Tekanan yang diberikan pada suatu fluida yang terkurung akan memberikan tekanan keluaran yang besarnya sama. p in  p out P out P in A in A out F in F out F in / A in  F out  A out atau F out / F in  A out  A in F out / F in disebut sebagai “keuntungan mekanik “ dari lift hidraulik

9 FI-1101: Fluida, Pg 9 Gaya apung & Prinsip Archimedes h1 h2 h=h2-h1  F1F1 F2F2 Prinsip Archimedes: gaya apung pada suatu benda yg dimasukkan dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Perhatikan silinder yang berada dalam fluida seperti gambar di samping. Gaya yg diberikan fluida pada permukaan atas silinder: F 1 = p 1 A =  F gh 1 A Gaya yg diberikan fluida pada bagian bawah silinder: F 2 = p 2 A =  F gh 2 A Gaya apung, F B = F 2 - F 1 =  F gh 2 A –  F gh 1 A =  F ghA =  F gV

10 FI-1101: Fluida, Pg 10 Recovering a submerged statue l Sebuah patung kuno seberat 70 kg berada di dasar laut. Jika volumenya 3.0 x 10 4 cm 3, tentukan gaya yang diperlukan untuk mengangkatnya.

11 FI-1101: Fluida, Pg 11 DINAMIKA FLUIDA l Jenis aliran fluida - aliran laminer (streamline) : aliran fluida yang halus, tidak ada perpotongan antar alitan fluida. - aliran turbulen : aliran yang membentuk pusaran, yang disebut arus eddy. Arus eddy ini menyerap sejumlah besar energi.

12 FI-1101: Fluida, Pg 12 Persamaan Kontinuitas l Gambar di bawah menunjukkan aliran laminer yang konstan dari fluida dalam suatu pipa.  L1  L2 v1 v2   Laju aliran massa fluida =  m/  t Volume fluida yg melewati titik 1 dalam waktu  t =   L1 Karena kecepatan fluida yang melewati titik 1 adalah v1, maka laju aliran massa yang melewati A1 adalah:  m1/  t =  V1/  t =  L1/  t =  v  Hal yang sama berlaku untuk   m2/  t =  v  Karena tidak ada aliran yg keluar/masuk selain dalam pipa, maka laju aliran massa di A1 sama dengan di A2,  m1/  t =  m2/  t atau  v  =  v   Pers. Kontinuitas)

13 FI-1101: Fluida, Pg 13 Persamaan Bernoulli l Untuk menurunkan pers. Bernoulli tinjau aliran laminer yang konstan, fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible), dan viskositasnya cukup rendah (dapat diabaikan)  L1  L2 v1 v2   Kerja yang dilakukan oleh P1: W1 = F1  L1 = P1A1  L1 Kerja yang dilakukan oleh P2: W2 = - F2  L2 = - P2A2  L2 Tanda negatif karena gaya berlawanan dengan arah aliran Gaya gravitasi juga melakukan kerja pada fluida, W3 = - mg (y2 – y1) Tanda negatif karena gerak fluida ke atas melawan gaya gravitasi. Kerja total adalah: W = W1 + W2 + W3 W = P1A1  L1 - P2A2  L2 - mg (y2 – y1) PP PP yy yy

14 FI-1101: Fluida, Pg 14 Persamaan Bernoulli… Kerja total adalah: W = W1 + W2 + W3 W = P1A1  L1 - P2A2  L2 - mg (y2 – y1) Sesuai prinsip: W =  EK, maka 1/2mv /2mv1 2 = P1A1  L1 - P2A2  L2 - mg (y2 – y1) Volume massa m dalam A1  L1= volume massa m dalam A2  L2, sehingga 1/  v   - 1/2  v1 2 = P1- P2 -  gy2 +  gy1 Atau P 1 + 1/2  v  gy 1 = P 2 +1/  v 2  +  gy 2 (Pers. Bernoulli) P 1 + 1/2  v  gy 1 = konstan

15 FI-1101: Fluida, Pg 15 Persamaan Bernoulli

16 FI-1101: Fluida, Pg 16 Aplikasi Persamaan Bernoulli

17 FI-1101: Fluida, Pg 17 Teorema Torricelli V2=0 y2 y=y2-y1 y1y1 V1 Dalam kasus P 1 = P 2 A1 V2=0 1/2  v  gy 1 =  gy 2 atau V1= {2g(y2-y1)} 1/2 Teorema Torricelli

18 FI-1101: Fluida, Pg 18 Contoh : Aliran & Tekanan pada Sistem pemanas air l Air disirkulasikan dalam rumah oleh suatu sistem pemanas. Jika air dipompa dengan laju 0.5 m/s melewati suatu pipa dengan diameter 4.0 cm dalam basement dengan tekanan 3 atm, tentukan laju aliran dan tekanan dalam pipa berdiameter 2.6 cm yang terdapat di lantai 2, setinggi 5 m di atasnya. Jawab: v 2 = 1,2 m/s P 2 = 2,5 x 10 5 N/m 2

19 FI-1101: Fluida, Pg 19 Aplikasi Persamaan Bernoulli - Atomizer - Bola ping-pong dalam jet udara - Sayap pesawat - Sailboat - Carburetor burrel


Download ppt "FI-1101: Fluida, Pg 1 FI-1101: Kuliah 12 Fluida Agenda Hari Ini l Statika Fluida Tekanan Fluida Tekanan Fluida Tekanan Atmosfir Tekanan Atmosfir Prinsip."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google