Transcript FLUIDA BERGERAK Keluar Lanjutkan Drs. Thoyib, SMAN 1 Gondang Mojokerto INDEKS Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator Pembelajaran Materi Pembelajaran Contoh Soal Evaluasi : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

FLUIDA BERGERAK
Keluar
Lanjutkan
Drs. Thoyib, SMAN 1 Gondang Mojokerto
INDEKS
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
Indikator Pembelajaran
Materi Pembelajaran
Contoh Soal
Evaluasi : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
Ke Judul
Materi Pembelajaran
Aliran Fluida
Aliran tunak
Aliran tak tunak
Aliran berolak
Aliran tak berolak
Fluida Ideal
Garis Arus
Hukum Kekekalan massa
Persamaan Kontinuitas
Persamaan Bernoulli
Penerapan Persamaan Bernoulli
Ke Indeks
Standar Kompetensi
Menerapkan konsep dan prinsip
mekanika klasik sistem kontinu
dalam menyelesaikan masalah
Kompetensi dasar
Menganalisis hukum-hukum
yang berhubungan dengan
dengan fluida statik dan
dinamik serta penerapannya
dalam kehidupan sehari-hari
Indikator
Memformulasikan hukum dasar fluida
dinamik
Menerapkan hukum dasar fluida
dinamik
Menjelaskan beberapa macam aliran
fluida
Menerapkan hukum Bernoulli pada
masalah dalam kehidupan seharihari
FLUIDA BERGERAK
ALIRAN FLUIDA.
Fluida tersusun dari partikel-partikel kecil
yang masing-masing Bergerac dan tunduk
pada hukum-hukum tentang gerak.
Artinya setiap partikel fluida yang
Bergerac berlaku persamaan-persamaan
tentang gerak, misalnya s = v.t ( s =
jarak tempuh, v = kelajuan, t = waktu
tempuh).
FLUIDA BERGERAK
Karakteristik aliran fluida :
aliran tunak (steady) yang maksudnya
laju pada setiap partikel fluida yang
Bergerac (mengalir) dan setiap saat
adalah konstan, karena bila kelajuannya
berubah-ubah akan mengakibatkan
berbagai variabel yang lain juga berubahubah.
aliran tak tunak (non-steady) yang
maksudnya laju pada setiap partikel dan
setiap saat selalu berubah dan merupakan
fungsi dari waktu.
FLUIDA BERGERAK
aliran berolak (rotational) yang
maksudnya adalah partikel fluida
selain Bergerac linier juga Bergerac
anguler (berotasi) dan berarti
mempunyai kelajuan sudut pula.
aliran tak berolak (irrotational)
yang maksudnya partikel fluida tidak
memiliki kelajuan sudut.
FLUIDA BERGERAK
aliran termampatkan
(compressible)
aliran tak termampatkan
(incompressible).
aliran kental (viscous)
aliran tak kental (non-viscous)
FLUIDA BERGERAK
Fluida ideal yang akan dibahas
adalah yang mempunyai
karakteristik berikut :
tidak kental
tak termampatkan
tak berolak
tunak.
FLUIDA BERGERAK
Garis Arus (stream line) adalah lintasan
tiap-tiap partikel sepanjang aliran fluida.
Dengan begitu kita dapat memberi definisi
aliran tunak yaitu fluida Bergerac yang
mana garis arus masing-masing partikel
adalah sejajar yang berarti antara garis
arus yang satu dengan lainnnya tidak
pernah saling bersilangan.
Akan lebih mudah bila kita
memperhatikan sejumlah fluida dalam
pipa yang kita tempatkan secara vertikal.
FLUIDA BERGERAK
Hukum kekekalan massa
∆m = ρ.A.v.∆t
ρ.A.v = konstan karena hukum
kekekalan massa dalam dinamika fluida.
Hal itu mudah dipahami karena
sejumlah fluida yang melewati
bagian pipa tertentu dalam waktu
tertentu tentu akan tetap sama
dibanding pada bagian pipa yang
lain bila tidak ada kebocoran.
FLUIDA BERGERAK
Bila aliran tunak maka,
A.v = konstan atau
A1.v1 = A2.v2
yang disebut dengan persamaan kontinuitas.
A.v = fluks volume (laju aliran) atau debit
aliran.
Keterangan : v = laju aliaran fluida (m/s)
A = luas penampang pipa (m2)
FLUIDA BERGERAK
Contoh :
Saluran air pada sebuh rumah ada
yang berubah dari pipa besar ke pipa
kecil. Bila laju air pada pipa yang
besar 10 m/s dan luas penampang
pipa yang besar 10-4 m2 , hitunglah
laju air pada pipa yang kecil
berpenampang 10-5 m2 ?.
Penyelesaiaan
FLUIDA BERGERAK
Penyelesaian :
Dari data : v1 = 10 m/s, A1 = 10-4 m2 , dan A2 =
10-5 m2 , maka dapat dihitung dengan persamaan
kontinuitas sebagai berikut ,
A1 .v1 = A2 .v2
10-4 . 10 = 10-5 . v2
maka v2 = 100 m/s.
dan ternyata laju aliran air dari pipa yang besar
akan bertambah cepat bila penampang pipa
diubah menjadi lebih kecil.
Kembali ke Indeks
Kembali ke materi
PERSAMAAN BERNOULLI
p1 + ½ ρ.v12 + ρ.g.y1
= p1 + ½ ρ.v22 + ρ.g.y2
Keterangan :
p = tekanan (N/m2)
ρ = massa jenis fluida (Kg/m3)
v = laju fluida (m/s2)
g = grafitasi (m/s2)
y = ketinggian pipa dari bidang mendatar (m)
Persamaan tersebut tetap berlaku walaupun
fluida tidak mengalir ( v = 0), karena dimensi
tekanannya tetap ada yang disebut dengan
tekanan statik. Bila mana fluidanya Bergerac ( v
≠ 0 ) suku ½ ρ.v2 dinamakan tekanan dinamik.
Keadaan berikut dapat dianalisis dengan
prinsip Bernoulli.
P1, v1
h1
P2 ,v2
ρ
h2
Laju turunnya
permukaan air (v1)
dianggap nol.
p1 = p2 (karena tekanan
udara luar).
V2 adalah laju keluarnya
air dari lubang.
dengan menerapkan
persamaan Bernoulli
seperti berikut ini, akan
diperoleh
Analisis matematis
FLUIDA BERGERAK
p1 + ½ ρ.v12 + ρ.g.y1
= p2 + ½ ρ.v22 + ρ.g.y2
karena p1 = p2
½ ρ.v12 + ρ.g.y1 = ½ ρ.v22 + ρ.g.y2
karena v1 = 0
ρ.g.y1
g.y1
= ½ ρ.v22 + ρ.g.y2 dibagi dengan ρ
= ½ v22 + g.y2
g.y1 - g.y2
v2 =
= ½ v22 sehingga
2.g.( y1  y2)
Ke Materi
FLUIDA BERGERAK
Air mengalir melalui pipa mendatar
dengan luas penampang yang
berubah dari 200 mm2 ke
penampang 100 mm2. Jika laju
aliran pada penampang yang besar
4 m/s, maka laju aliran pada
penampang yang kecil adalah
….m/s.
FLUIDA BERGERAK
Air mengalir pada suatu pipa yang
diameter penampangnya berbeda
dengan perbandingan 1 : 3. Jika laju
aliran pada pipa yang kecil 36 m/s,
maka laju aliran pada pipa yang
besar adalah ….m/s.
FLUIDA BERGERAK
Sebuah pipa besar luas
penampangnya 6 cm2. Ujungnya
dipasang kran dengan luas
penampang 2 cm2. Laju aliran pada
pipa yang besar 3 m/s, maka
volume air yang keluar dari kran
selama 10 menit adalah ….m3.
FLUIDA BERGERAK
Sebuah tangki air diletakkan di
tanah. Tinggi permukaan air dalam
tangki 2 m. Pada ketinggian 0,2 m
dari tanah terdapat lubang kecil
sehingga air keluar melalui lubang
tersebut. Jika g = 10 m/s2, maka
laju air yang keluar dari lubang
adalah ….m/s.
FLUIDA BERGERAK
Sebuah tangki berisi air diletakkan
di tanah. Tinggi permukaan air 2 m.
Jika pada ketinggian 0,4 m dari
tanah terdapat lubang sehingga air
keluar. Jarak mendatar dihitung dari
sisi tangki yang dapat dicapai air
saat jatuh ke tanah adalah ….m.
FLUIDA BERGERAK
Seorang petugas pompa bensin
mengisi tangki bahan bakar sebuah
kendaraan sebanyak 75 liter dalam
waktu 2,5 menit. Debit aliran
bensin yang keluar dari ujung
selang pompa dalah …. m3/s.
FLUIDA BERGERAK
Sebuah pipa air berdiameter besar
disambung dengan pipa
berdiameter kecil. Bila kelajuan air
pada pipa yang besar 4 m/s dan
diameter pipa yang besar 3 kali
diameter pipa yang kecil, maka
kelajuan air pada pipa yang kecil
….m/s.
FLUIDA BERGERAK
Bila debit aliran pada pipa 1,8 liter
per sekon dan luas penampang pipa
3 cm2, maka laju aliran pada pipa
adalah …. m/s.
Fluida Bergerak
Satu kantung infus yang berisi cairan
500 mL diatur sedemikian rupa
sehingga tiap 2 detik menetes sekali.
Bila volume 1 tetes = 0,1 mL, maka
berapa lama cairan dalam kantong
infus akan habis ?
FLUIDA BERGERAK
Bak
mandi
di
kamar
anda
mempunyai ukuran lebar 50 cm,
panjang 100 cm dan kedalamannya
70 cm. Apabila debit air yang keluar
dari kran untuk bak tersebut 10 L
per, maka untuk mengisi penuh dari
keadaan kosong memerlukan waktu
…. Menit.
Fluida Bergerak
Mengapa tekanan darah yang sangat
tinggi dikatakan berbahaya bagi
keselamatan jiwa si penderita, pada
kasus tertentu ada orang yang
tekanan darahnya cukup tinggi
dikatakan biasa saja ? (Dalam
kaitannya dengan konsep tekanan
fluida maupun tekanan gas)
Fluida Bergerak
Diameter jarum spet 0,1 mm dan
diameter tabung spet yang berisi
fluida 1 cm. Bila klep ditekan dengan
kelajuan 1 cm/dtk, tentukan laju
fluida yang keluar dari jarum spet
tersebut !