BAHAN AJAR FISIKA

FLUIDA DINAMIS OLEH Burhani,S.Pd

SMA Titian Teras Jambi

FLUIDA DINAMIS

 SIFAT UMUM GAS IDEAL  Aliran fluida dapat merupakan aliran tunak (STEADY ) dan tak tunak (non STEADY)  Aliran fluida dapat termanpatkan (compressibel) dan tak termanfatkan ( non compresibel )  Aliran fluida dapat berupa aliran kental (viscous) dan tak kental (non vicous)  GARIS ALIR ( Fluida yang mengalir) ada 2  Aliran garis arus (streamline)  Aliran turbulen

Hukum Kekekalan Massa

 Hukum konservasi massa  “Massa tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Massa dapat berubah wujud dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain”  Berlaku untuk sistem fluida statis dan dinamis  Dibutuhkan pemahaman tentang sistem, lingkungan, dan kondisi batas

HUKUM KEKEKALAN ENERGI

 Energi bersifat kekal, namun dapat berubah wujud  Tingkat energi yang dikandung oleh suatu benda bersifat relatif terhadap tingkat kandungan energi tertentu  Persamaan energi aliran: pada fluida mengalir  Pada kondisi ideal, tidak ada energi yang hilang, energi yang masuk, dan kerja yang dilakukan sistem  Persamaan Bernoulli

Persamaan kontinuitas

 Debit fluida : Q = A.v

secara umum persamaan kontinuitas : A 1 v 1 = A 2 v 2

Bentuk Aliran Fluida

A

1 r 1

, u

1

A

2 r 2

, u

2 1 2 Keluar 1  r 1

A

1

u

1 2   0 (steady) r 2

A

2

u

2   konstan Masuk 1  2 Jika r 1  r 2 , maka

A

1

u

1 

A

2

u

2 

Q

 r Dalam hal

u

1 dan/atau

u

2 digunakan

u

1,rata-rata dan

u

tidak uniform, maka harus 2,rata-rata

Persamaan Bernoulli

 Terdiri dari :  Energi tekanan  Energi potensial dan energi kenetik  Rugi-rugi energi karena gesekan (

friction loss

Maka persamaan bernoulli:

P + ρgh + ½ρv 2 = konstan

Contoh soal

1. Air keluar dari ujung pipa dengan diameter 0,8 cm tentukan debit air jikakecepatan air pada suatu titik didalam pipa 6 cm/s.

Diket : d = 0,8 cm r = 0,4 cm V= 6 cm Dit : Q = …………… jawab : Q = A.v

= Πr 2 v = Π (0,4) 2 6 = Π 0,16 . 6 = 0,96 Π m 3 /s

2.

A 1 A 2 Sebush pipa diletakkan mendatar diameter A 1 = 4 cm dan A 2 = 2 cm, air mengalir dari pipa besar ke pipa kecil dengan kecepatan 3 m/s dan tekanannya 10 N/m 2 jika massa jenis air 1000kg/m 3 g = 10 m/s 2 tentukan tekanan air pada pipa kecil Diket : jawab : d 1 = 4 cm, d 2 = 2 cm A 1 . v 1 = A 2 . v 2 P = 10 N/m 2 ΠR 2 3 = ΠR 2 V 2 g = 10 m/s 2 v 2 = (2 x 10-2)2 .3

ρ = 1000 kg/m 3+ (10-2)2 V 2 = 12 m/s Dit : P =……. P 1 ½ρv 1 2 P 1 = P 2 ½ρv 2 2 = 3,25 x 10 4 Pa

Soal Latihan

1. Sebuah pipa panjangnya memiliki penampang berbeda pada empat, dan 50 cm 2 dan kecepatan bagian keempat adalah 4,8 m/s tentukanlah: a. debit air melalui bagian empat b. luas penampang pada bagian empat c. Laju air pada bagian dua dan tiga 2. Sebuah air volumenya I m diisi air dari aliran kran yang mempunyai 10 cm dengan kecepatan aliranluas penampang 2 m/s tentukan waktu yang diperlukan untuk mengisi bak tersebut 3. Air mengalir dalam pipa, luas penampang kecil 6 cm g =10 m/s, ρ = 1000 kg/m 3 tuntukan air( debit) yang mengalir melalui pipa