GAYA ANGKAT (LIFT) DAN SIRKULASI FLUIDA MEKANIKA FLUIDA 2 KElOMPOK : YOHANES CHRISTIAN (111910101025) RIZKI ERIZAL M. (111910101027) KIKI ERMAWATI (111910101029) DAHLAZ ZUHRO (111910101030) NOVIA DEVI TRIANA (111910101033)

LIFT (Gaya Angkat) Lift adalah gaya yang dihasilkan oleh efek dinamis dari udara yang beraksi di sayap, dan beraksi tegak lurus sehingga menyebabkan gaya angkat ke atas. Ada beberapa hukum yang menjelaskan tentang gaya angkat, antara lain : HUKUM BERNOULLI HUKUM NEWTON HUKUM COANDA

1. HUKUM BERNOULLI Bagian atas sayap melengkung, sehingga kecepatan udara di atas sayap (v2) lebih besar daripada kecepatan udara di bawah sayap (v1) hal ini menyebabkan tekanan udara dari atas sayap (P2) lebih kecil daripada tekanan udara dari bawah sayap (P1), sehingga gaya dari bawah (F1) lebih besar daripada gaya dari atas (F2) maka timbullah gaya angkat pesawat.

P1 + ½ p v1 ²+ pgh1 = P2 + ½ p v2 ² + pgh2  Persamaan Bernoulli adalah P1 + ½ p v1 ²+ pgh1 = P2 + ½ p v2 ² + pgh2 Sayap pesawat tipis, maka h1 =h2 sehingga tekanan pada pesawat: P1 + ½ pv1²= P2 + ½ pv2² P2 : Tekanan dari atas pesawat, satuannya Pa P1 : tekanan dari bawah pesawat, satuannya Pa v2 : kecepatan udara di atas pesawat,satuannya m/s v1 : kecepatan udara di bawah pesawat, satuannya m/s ρ : massa jenis udara, satuannya Kg/m3 

F = ½ ρ (v1 ² - v2 ² ) A Tekanan , maka F = P.A Gaya angkat pada pesawat F1 - F2 = (P1 - P2).A atau F = ½ ρ (v1 ² - v2 ² ) A P2 : tekanan dari atas pesawat, satuannya Pa P1 : tekanan dari bawah pesawat, satuannya Pa F : gaya angkat pesawat, satuannya N F1 : gaya dari bawah pesawat, satuannya N F2 : gaya dari atas pesawat, satuannya N A : luas penampang, satuannya m2  ρ : massa jenis udara, satuannya Kg/m3

2.HUKUM NEWTON Ketika aliran udara yang awalnya lurus kemudian belok setelah melewati objek (sayap) maka akan ada reaksi yang sama besar pada arah yang berlawanan dari aksi tersebut. Objek tadi telah mengerjakan suatu aksi pada aliran udara sehingga aliran udara juga akan mengerjakan reaksi yang sama besar pada objek tersebut

3. HUKUM COANDA Henri Coanda (1886-1972) menemukan suatu fenomena bahwa aliran fluida cenderung menempel ke permukaan di dekatnya. Artinya udara nggak lewat begitu saja, tetapi mengikuti bentuk permukaan di dekatnya. Artinya streamline aliran fluida tersebut akan berubah sesuai dengan bentuk permukaan di dekatnya. Hal ini menyebabkan aliran udara terbelokkan ketika mengenai ataupun ketika melewati permukaan sayap.

PERBEDAAN GAYA ANGKAT PADA PESAWAT DAN HELIKOPTER Secara umum prinsip aerodinamika pada helikopter sama dengan pada pesawat sayap tetap (fixed-wing). Bila aliran udara (airflow) pada fixed-wing mengalir melalui aerofoil yang ada pada sayap, pada helikopter airflow mengalir melalui baling-baling yang berfungsi sebagai sayap. Itu sebab, helikopter dikenal pula sebagai rotary wing aircraft. Pada helikopter, setiap titik di sepanjang baling-baling rotor utama atau main rotor blades (M/R blades) menghasilkan gaya angkat (lift) yang bervariasi.

Jadi, untuk pesawat udara, engine berfungsi memberikan gaya dorong agar pesawat dapat bergerak maju. Akibat gerak maju pesawat maka terjadi gerakan relatif udara di permukaan sayap. Dengan bentuk geometri airfoil tertentu dan sudut serang sayap (angel of attack) tertentu maka akan menghasilkan suatu karakteristik aliran udara dipermukaan sayap yang kemudian akan menciptakan beda tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah sayap yang kemudian membangkitkan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang.

SIRKULASI

Sebelum memperhatikan konsep sirkulasi digunakan pd atmosfer, kita gunakan pd fluida dlm koordinat mutlak (tidak berputar). Dalam kasus ini persamaan momentum adalah Untuk mencari perubahan dlm sirkulasi kita integrasikan persamaan tsb pd lintasan tertutup.

Sirkulasi dalam fluida barotropik Fluida barotropik adalah fluida dimana permukaan tekanankonstan dan permukaan densitas konstan adalah paralel, dalam fluida barotropik, densitas adalah konstan sepanjangpermukaan tekanan konstan. Dalam fluida barotropik, densitas adalah hanya fungsi dari tekanan saja. Ini adalah teorema sirkulasi Kelvin.

TEOREMA SIRKULASI KELVIN Teorema sirkulasi Kelvin menegaskan bahwa sirkulasi mengelilingi lintasan tertutup yg bergerak tanpa gesekan dalam fluida barotropik adalah konstan. Teorema Kelvin ini sangat kuat dalam hal menyatakan dinamika aliran fluida dalam satu hukum kekekalan yg kompak (kekekalan sirkulasi).

Alasan bahwa teorema Kelvin hanya berlaku pd fluida tanpa gesekan adalah bahwa dalam fluida yg nyata kecepatan yg menyinggung sebuah batas harus sama dg nol karena gesekan Sirkulasi dapat dibentuk atau dimusnahkan di lapisan batas.

TERIMA KASIH (^_^)