FLUID STATICS Ver. 6.02.

Presentasi berjudul: "FLUID STATICS Ver. 6.02."— Transcript presentasi:

1 FLUID STATICS Ver. 6.02

2 MOMENTUM TRANSFER ? MOMENTUM TRANSFER (FLUID MECHANICS) :
THE STUDY OF FORCE AND MOTION OF FLUIDS FLUID STATICS : FLUID IN REST FLUID DYNAMICS : FLUIDS IN MOTION

3 STATIKA FLUIDA ? 1 A D C C’ D’ Fluida : zat yang mengalami deformasi bentuk secara kontinyu bila dikenai shear stress  bila fluida diam dengan zero velocity maka shear stress tidak mungkin ada B Berdasarkan Hk Newton viskositas : shear stress = 0 gradient velocity = 0

4 STATIKA FLUIDA ? Sistem koordinat :
2 Sistem koordinat : Acuan inertial : sistem koordinat yang mengabaikan percepatan absolut dari sistem koordinat itu sendiri yang ditetapkan berdasarkan acuan terhadap bumi Acuan non-inertial : ditetapkan terhadap sistem koordinat yang mempunyai percepatan signifikan Aplikasi Hk II Newton tentang gerak untuk massa fluida tetap & diam : jumlah dari gaya2 yang bekerja = hasil kali massa dan percepatannya inertial reference case non-inertial reference case

5 TEKANAN ADALAH SAMA UNTUK SEMUA ARAH
VARIASI TEKANAN DALAM FLUIDA STATIK 1 Dx x Dz Dy y z P y+Dy P z+Dz P x+Dx P x P y P z PADA FLUIDA DIAM: SHEAR STRESS=0 Jumlah gaya2 yg bekerja pada elemen fuida = 0 Hanya gaya2 akibat gravitasi dan tekanan  Hk Newton dapat dipenuhi aplikasinya utk fluida bebas yg berukuran diferensial PADA FLUIDA DIAM: TEKANAN ADALAH SAMA UNTUK SEMUA ARAH

6 VARIASI TEKANAN DALAM FLUIDA STATIK Gaya akibat gravitasi =
2 Gaya akibat gravitasi = Gaya akibat tekanan : Jumlah gaya2 : Bila elemen fluida mendekati nol, Dx, Dy, Dz  0, sehingga elemen fluida akan mendekati titik (x,y,z)

7 Statika fluida untuk liquid
VARIASI TEKANAN DALAM FLUIDA STATIK 3 Jumlah gaya2 : Barometric equation Statika fluida untuk liquid

8 Statika fluida untuk gas
VARIASI TEKANAN DALAM FLUIDA STATIK 4 Statika fluida untuk gas

9 APLIKASI-APLIKASI MANOMETER (Tekanan pada fluida statik)
GAYA MENGAPUNG (BOUYANT FORCES) VARIASI TEKANAN TERHADAP KETINGGIAN/ KEDALAMAN

10 MANOMETER hCD B C D A hAB Patm rL rm g y antara D-C : antara A-B :

11 PRESSURE IN STATIC FLUID
1 P2 P1 P0 A0 A1 A2 h1 h2 hT antara bidang 0 -1 : antara bidang :

12 PRESSURE IN STATIC FLUID
2 Patm oil hoil Pada bidang batas O/W htotal P1 P2 water hwater Pada dasar tangki :

13 PRESSURE IN STATIC FLUID
3 Patm Patm Patm Patm r r r h h

14 UNIFORM RECTILINEAR ACCELERATION
1 UNIFORM RECTILINEAR ACCELERATION Untuk sistem koordinat inersial : Persamaan tidak berlaku Bila fluida mendapatkan uniform rectilinear acceleration, maka fluida akan diam terhadap sistem koordinat yang dipercepat konstan Analisis kasus sistem koordinat inersial dapat diterapkan, kecuali Maka hasilnya adalah : Arah laju perubahan tekanan maximum (gradien tekanan) : (g - a) Garis tekanan konstan tegak lurus arah (g - a) Variasi tekanan dari titik ke titik  integrasi persamaan diatas

15 UNIFORM RECTILINEAR ACCELERATION
2 UNIFORM RECTILINEAR ACCELERATION a g PB = ? Biodiesel B B g Biodiesel d Y’ -a g-a Gradien tekanan terletak pada arah (g-a) Permukaan fluida tegak lurus arah (g-a) Dengan sumbu y sejajar (g-a) persamaan dapat diintegrasi antara titik B dan permukaan liquid x y z

16 UNIFORM RECTILINEAR ACCELERATION
2 UNIFORM RECTILINEAR ACCELERATION B g Biodiesel d Y’ -a g-a a

17 ACCELERATED RIGID BODY MOTION
1 ACCELERATED RIGID BODY MOTION Dx x Dz Dy y z g a dibagi DxDyDz dan ambil limit Dy  0

18 BOUYANCY 1 P1 dS2 h dS1 dA F P2 x y z a2 g Gaya F yang diberikan fluida statik pada benda yang mengapung/tercelup utk mempertahankan benda dalam kesetimbangan Gaya-gaya yang bekerja pada elemen hdA : Gaya gravitasi Gaya akibat tekanan pada surface S1 dan S2

19 BOUYANCY Gaya gravitasi : Gaya akibat tekanan : Gaya resultan dF : g 2
P1 dS2 h dS1 dA F P2 Gaya gravitasi : Gaya akibat tekanan : Gaya resultan dF : dA a2 g x y z Gaya apung Gaya berat

20 BOUYANCY 3 F Balon helium (diameter 3 m) mempunyai tekanan dan temperatur seperti udara sekitarnya (1 atm, 200C). Bila berat balon diabaikan, berapa daya angkat balon ? Helium Gaya resultan F : g Gaya apung Gaya berat

21 GAYA-GAYA PADA PERMUKAAN TERCELUP (SUBMERGED)
1 GAYA-GAYA PADA PERMUKAAN TERCELUP (SUBMERGED) y PG a dA hp hc h centroid Gaya pada elemen dA :

22 GAYA-GAYA PADA PERMUKAAN TERCELUP (SUBMERGED)
2 GAYA-GAYA PADA PERMUKAAN TERCELUP (SUBMERGED) y a a Gaya akibat tekanan = tekanan yang dihitung pd centroid dari luasan tercelup dikalikan luas yang tercelup a hp PG hc Pusat tekanan centriod  titik pd papan dimana gaya total hrs dikonsentrasikan agar menghasilkan momen yang sama dengan tekanan yang terdistribusi dA b centroid b momen inersia pd sumbu aa h