Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Bersama Media Inovasi Mandiri Semoga Sukses !! Selamat Belajar…

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Bersama Media Inovasi Mandiri Semoga Sukses !! Selamat Belajar…"— Transcript presentasi:

1 Bersama Media Inovasi Mandiri Semoga Sukses !! Selamat Belajar…

2 FISIKA DINAMIKA FLUIDA

3 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 3 DINAMIKA FLUIDA ALIRAN LAMINER DAN TURBULEN Garis alir pada fluida mengalir terdapat dua jenis, yaitu: Aliran laminar adalah aliran fluida yang mengikuti suatu garis lurus atau melengkung yang jelas ujung dan pangkal- nya serta tidak ada garis lu- rus yang bersilangan. 1. Aliran turbulen adalah aliran fluida yang ditandai dengan adanya aliran berputar dan arah gerak partikelnya berbeda, bahkan ber-lawanan dengan arah gerak keseluruhan fluida. 2. Source: Aliran laminer dan aliran turbulen

4 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 4 DINAMIKA FLUIDA 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: dan Keterangan: Q = debit aliran fluida (m 3 /s) V = volum fluida yang mengalir (m 3 ) t = waktu (s) v = kecepatan aliran fluida (m/s)

5 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 5 DINAMIKA FLUIDA 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. 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)

6 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 6 DINAMIKA FLUIDA PERSAMAAN KONTINUITAS Contoh 1.Kecepatan rata-rata aliran air pada sebuah selang yang berdiameter 4 cm is 4 m/s. Hitung jumlah fluida (air) yang mengalir tiap detik (Q)! Penyelesaian d = 4 cm  r = 2 cm = 2 x m v = 4 m/s Q = …? Q = A v =  r 2 v = 3,14 (2 x m) x 4 m/s = 5,024 m 3 /s

7 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 7 DINAMIKA FLUIDA PERSAMAAN KONTINUITAS 2. Sebuah pipa dengan diameter 12 cm ujungnya menyempit dengan diameter 8 cm. Jika kecepatan aliran di bagian pipa yang berdiameter besar 10 cm/s, hitung kecepatannya di ujung yang kecil. d 1 = 12 cm  r = 6 cm = 6 x m d 2 = 8 cm  r = 4 cm = 2 x m A 1 =  r 1 2 = 3,14 x (6 cm) 2 = 113, 04 cm 2 A 1 =  r 1 2 = 3,14 x (4 cm) 2 = 50,24 cm 2 V 1 = 10 cm/s and v 2 = …? A 1 v 1 = A 2 v 2 113,04 cm 2 x 10 cm/s = 50,24 cm 2 Penyelesaian

8 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 8 DINAMIKA FLUIDA AZAS BERNOULLI Tekanan fluida tempat yang kecepatannya besar lebih kecil daripada tekanan fluida di tempat yang kecepatan-nya kecil. Keterangan: p = tekanan (N/m 2 )  = massa jenis fluida (kg/m 3 ) g = percepatan gravitasi (m/s 2 ) h = ketinggian fluida dari titik acuan (m) v = kecepatan fluida (m/s) Persamaan bernoulli

9 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 9 DINAMIKA FLUIDA AZAS BERNOULLI Terdapat dua kasus istimewa berkenaan dengan persamaan Bernoulli. 1. Fluida diam atau tidak mengalir (v 1 = v 2 = 0) Persamaan ini menyatakan tekanan hidrostatis dalam zat cair pada kedalaman tertentu. Keterangan: p 1 dan p 2 = tekanan pada titik 1 dan 2 (N/m 2 ) h 1 dan h 2 = tinggi tempat 1 dan 2 (m)  = massa jenis fluida (kg/m 3 ) g = gravitasional acceleration (m/s 2 )

10 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 10 DINAMIKA FLUIDA AZAS BERNOULLI 2. Fluida mengalir pada pipa horisontal (h 1 = h 2 = h) Persamaan ini menyatakan jika v 2 > v 1, maka p 1 > p 2 yang berarti jika kecepatan aliran fluida disuatu tempat besar maka tekanan fluida di tempat tersebut kecil dan berlaku sebaliknya. Keterangan: p 1 dan p 2 = tekanan pada titik 1 dan 2 (N/m 2 ) v 1 dan v 2 = kecepatan pada 1 dan 2 (m)  = massa jenis fluida (kg/m 3 ) g = gravitasional acceleration (m/s 2 )

11 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 11 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Menentukan kecepatan dan debit semburan air pada tangki yang berlubang Keterangan: Q = aliran debit m 3 /s v = kecepatan semburan air pada pada bocoran itu m/s h = tinggi air di atas lubang m g = percepatan gravitasi m/s 2 A = luas panampang lubang bocoran m 2 h Q = A.v air

12 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 12 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Contoh Sebuah tangki berisi air setinggi 1,25 m. Pada tangki terdapat lubang kebocoran 45 cm dari dasar tangki. Berapa jauh tempat jatuhnya air diukur dari tangki (g =10 m/s 2 )? Penyelesaian h 1 = 1,25 m h 2 = 45 cm = 0,25 m v = …? Kecepatan air dari lubang bocor : 1,25 cm 1,25 m air

13 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 13 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Lintasan air merupakan bagian dari gerak parabola dengan sudut  = 0 o (v 0 arah mendatar) Jadi, air jatuhnya 1,2 m dari tangki.

14 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 14 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Venturimeter flow velocity v 2 flow velocity v 1 Keterangan: p 1 = tekanan pada titik 1 N/m 2 p 2 = tekanan pada titk 2 N/m 2  = massa jenis fluida kg/m 3 v 1 = kecepatan fluida pada titik 1 m/s A 1 = luas penampang 1 m 2 A 2 = luas penampang 2 m 2 demonstration Source:www.google.com

15 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 15 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Sebuah venturimeter memiliki luas penampang besar 10 cm 2 dan luas penampang kecil 5 cm 2 digunakan untuk mengukur kecepatan aliran air. Jika perbedaan ketinggian permukaan air 15 cm. Hitunglah aliran air dipenampang besar dan penampang kecil (g = 10 m/s 2 )? Contoh 15 cm A2A2 A1A1 v1v1 v2v2

16 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 16 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Penyelesaian A 1 = 10 cm 2 = 10 x m 2 A 2 = 5 cm2 = 5 x m 2 h = 15 cm = 15 x 10 2 m g = 10 m/s 2, v 2 = …? Untuk menentukan kecepatan v 2, gunakan persamaan kontinuitas: Jadi, laju aliran gas oksigen dalam pipa adalah 97,52 m/s.

17 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 17 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Penyemprot nyamuk Ketika penghisap pompa ditekan, udara dari tabung selinder dipaksa keluar melalui lubang sempit. Udara yang keluar dari lubang sempit ini mempunyai kecepatan tinggi sehingga menurunkan tekanan udara dibagian atas nosel. Karena tekanan udara di atas nosel lebih kecil daripada tekanan udara pada permukaan caiaran di dalam tabung, maka cairan akan menyemprot keluar melalui nosel. lubang tekanan rendah tekanan atmosfer

18 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 18 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Sebuah tabung pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran gas oksigen yang mempunyai massa jenis 1,43 kg/m 3 dalam sebuah pipa. Jika perbedaan tinggi zat cair pada kedua kaki manometer adalah 5 cm dan massa jenis zat cair adalah kg/m 3, Hitunglah kelajuan aliran gas pada pipa tersebut! (g = 10 m/s 2 ) Contoh Penyelesaian  = 1,43 kg/m 3  ’= kg/m 3 h = 5 cm = 0,05 m g = 10 m/s 2 v =...?

19 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 19 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Tabung pitot Tabung pitot merupakan alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran suatu gas atau udara. Keterangan: h = selisih tinggi permukaan kolom zat cair di dalam manometer (m) g = percepatan gravitasi (m/s 2 )  = massa jenis gas (kg/m 3 )  ’ = massa jenis zat cair dalam manometer (kg/m 3 ) v = kelajuan aliran udara atau gas (m/s)

20 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 20 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Gaya angkat sayap pesawat terbang F 2 = p 2 A F 1 = p 1 A v2v2 v1v1 Sesuai dengan azas Bernoulli, apabila kelajuan aliran udara pada bagian atas sayap lebih besar daripada kelajuan aliran udara pada bagian bawah sayap, maka tekanan udara bagian atas sayap lebih kecil daripada tekanan udara dibagian bawah sayap.. Keterangan: F 1 = gaya dorong peasawat ke atas (N) F 2 = daya dorong pesawat ke bawah (N) F 1 – F 2 = gaya angkat ke bawah (N) p 1 = tekanan pada sisi bagian bawah (N/m 2 ) p 2 = tekanan pada sisi bagian atas (N/m 2 ) A = luas penampang sayap (m 2 )

21 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 21 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Persamaan gaya angkat di atas dapat pula dinyatakan sebagai berikut: Keterangan: F 1 = gaya dorong pesawat ke atas (N) F 2 = gaya dorong pesawat ke bawah (N) F 1 – F 2 = gaya angkat pesawat (N) v 1 = kecepatan udara di bawah sayap (m/s) v 2 = kecepatan udara di atas sayap (m/s)  = massa jenis udara (kg/m 3 )

22 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 22 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Jika kecepatan aliran udara dibagian bawah sayap pesawat 60 m/s, berapakah kecepatan dibagian atasnya jika tekanan ke atas yang diperolehnya adalah 10 N/m 2 ? (  = 1.29 kg/m 3 ) Contoh

23 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 23 DINAMIKA FLUIDA PENERAPAN AZAS BERNOULI Penyelesaian p 2 – p 1 = 10 N/m v 2 = 60 m/s h 1 = h 2 v 1 = …? Jadi, kecepatan aliran udara dibagian atas sayap pesawat adalah 60,13 m/s

24 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 24 DINAMIKA FLUIDA Latihan! 1.Massa jenis bola yang memiliki berat 0,5 kg dengan diameter 10 cm adalah…. 2.Tekanan hidrostatis pada permukaan bejana yang berada 30 cm di bawah permukaan air yang massa jenisnya 100 kg/m 3 dan g = 9,8 m/s 2 adalah …. 3.Debit fluida memiliki dimensi…. 4.Sebuah tangki yang tingginya 4 m dari tanah diisi penuh dengan air. Sebuah katup (kran) berada 3 meter di bawah permukaan air dalam tangki tersebut. Bila katup dibuka, berapakah kecepatan semburan?

25 Dikreasi oleh Abdul Rohman Hal.: 25 DINAMIKA FLUIDA


Download ppt "Bersama Media Inovasi Mandiri Semoga Sukses !! Selamat Belajar…"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google