disusun oleh: M. ZAHRI KADIR Mekanika Fluida Dasar Momentum VK Kecepatan Konstan disusun oleh: M. ZAHRI KADIR Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Unsri SUMBER BACAAN ; Fox, W.R; Mc Donald A.T, Introduction to fluid Mechanics, 6th Ed, Wiley International Kekekalan Momentum VK 1 MEKANIKA FLUIDA DASAR by Marwani, M Zahri Kadir

Kekekalan Momentum VK dengan Kecepatan Konstan y x z Kekekalan Momentum VK dengan Kecepatan Konstan Untuk kasus VK bergerak dengan kecepatan konstan , dapat digunakan persamaan sebelumnya (VK stasioner) dengan menggunakan sistem koordinat xyz yang bergerak (tetap terhadap VK), jadi semua kecepatan diukur relatif terhadap VK. Maka pers dasar VK dengan kecepatan konstan dapat dinyatakan sbb: Untuk pers Momentum : Pers dasar VK Momentum: Kekekalan Momentum VK 2 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir

Prosedur penggunaan pers dasar Momentum VK: Pilih/ tentukan Volume kendali dengan membuat garis sempadannya ( garis batas ) Tentukan sistem koordinat Tunjukkan semua gaya yang bekerja pada VK Terapkan Pers Dasar Momentum VK Ambil sejumlah asumsi untuk menyederhanakan persamaan Lakukan analisis perhitungan. Dimana: Gaya bodi yang ditimbulkan medan gravitasi : Gaya permukaan yang disebabkan tekanan : Gaya/ Momentum adalah besaran Vektor , mempunyai arah dan besar yang terdiri dari komponen searah sumbu x, y, dan z. Kekekalan Momentum VK 3 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir

Sudu bergerak dengan Kecepatan Konstan CONTOH SOAL.1 Sudu bergerak dengan Kecepatan Konstan Sebuah nosel stasioner menyemburkan air dengan kecepatan V= 30 m/s ke sebuah sudu yang mempunyai sudut belok 60o. Sudu bergerak dengan kecepatan konstan , U= 10 m/s, Luas penampang keluar nosel 0,003 m2. Tentukan komponen gaya yang bekerja pada sudu. Diketahui: sudut sudu, ɵ = 60o kecepatan sudu konstan, U= 10 i m/s Penampang keluar nosel, A= 0,003 m2 kecepatan semburan/jet air, V = 30 i m/s aliran air melalui sudu seperti pada gambar Ditanya: Komponen gaya yang bekerja pada sudu Kekekalan Momentum VK 4 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir MEKANIKA FLUIDA DASAR by Marwani, M Zahri Kadir

Tentukan sistem koordinat VK Tentukan VK Tentukan sistem koordinat Dipilh VK yang bergerak bersama sudu dengan kecepatan konstan U Rx, Ry, komponen gaya untuk menjaga kecepatan VK pada 10 i m/s. VK adalah inersial (karena tampa percepatan), ingat dalam pers dasar bahwa kecepatan harus diukur relatif terhadap VK. Pers Dasar VK : Kekekalan Momentum Kekekalan Massa Kekekalan Momentum VK 5 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir

1. Aliran stedi relatif terhadap sudu Asumsi : 1. Aliran stedi relatif terhadap sudu 2. Kecepatan relatif sepanjang sudu konstan: [V1] = [V2] = V - U 3. Sifat-sifat seragam pada seksi (1) dan (2) 4. FBx = 0 5. Aliran Inkompresibel V1 V2 Pers momentum untuk komponen x: Ry Rx WVK =0 =0 Dimana gaya tekanan netto adalah nol , sehingga Fsx = Rx, dan pers menjadi: Darri pers kontinuitas (kekekalan massa) : Kekekalan Momentum VK 6 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir

Semua kecepatan harus diukur relatif terhadap VK : V1= u1 V2 u2 Semua kecepatan harus diukur relatif terhadap VK : V1= kec aliran fluida pd A1, relatif thd VK (sudu) V2= kec aliran fluida pd A2, relatif thd VK (sudu) U1= kec aliran fluida arah x pd A1, relatif thd VK U2= kec aliran fluida arah x pd A2 relatif thd VK V= kec aliran fluida absolut (keluar nosel) U= kec VK arah x (=kec sudu) *) VK bergerak bersama Sudu (dipilih) Jadi : Rx = -599 N ( jadi arah Rx berlawan dengan arah yang diasumsikan) Kekekalan Momentum VK 7 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir

Ry = 1.04 kN + mVK g (arah keatas) Pers momentum untuk komponen y: =0 Ry = 1.04 kN + mVK g (arah keatas) Kekekalan Momentum VK 8 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir

Gaya netto pada sudu (dengan mengabaikan berat sudu dan air dalam VK) : Soal ini mengilustrasikan bagaimana mengevaluasi pers momentum untuk VK kecepatan konstan dengan mengevaluasi semua kecepatan relatif terhadap VK. Kekekalan Momentum VK 9 Teknik Mesin FT Unsri MEKANIKA FLUIDA DASAR, M Zahri Kadir