View
237
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 1/38
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Mekanika Fluida
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 2/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2Termodinamika
Mekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Menjelaskan rapat massa dan rapat massa rata-
rata suatu benda
Menjelaskan tekanan dalam fluida dan cara
mengukurnya Menghitung gaya apung yang diberikan fluida
pada benda yang masuk ke dalam fluida
Perbedaanaliran laminar dan turbulensi serta
bagaimana kecepatan aliran dalam tabungbergantung pada ukuran tabung
Menggunakan persamaan Bernoulli yang
menghubungkan tekanan dan kecepatan aliran
pada titik yang berbeda
Tujuan Pembelajaran
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 3/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2Termodinamika
Mekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Rapat Jenis
Tekanan dalam Fluida
Gaya Apung
Aliran Fluida
Persamaan Bernoulli
Viskositas dan Turbulensi
Bab yang akan dipelajari
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 4/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2Termodinamika
Mekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Bebek memiliki kaki yang berselaput yang sangat
berguna ketika bebek berada di air. Selain
digunakan untuk mengayuh di air, kaki berselaput
mencegah bebek tenggelam. Tidak semua jenisbinatang dapat mengambang di air.
Jika Anda menjatuhkan batu ke air maka batu
tersebut akan tenggelam. Lain halnya jika yang
Anda jatuhkan adalah gabus (stereoform). Gabus
tersebut akan mengambang di permukaan air.
Besaran apa saja yang mempengaruhi keadaan-
keadaan tersebut? Pada bab ini kita akan
mempelajari sifat-sifat fluida diam dan bergerak
dan interaksinya dengan benda-benda.
Pendahuluan
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 5/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2Termodinamika
Mekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Salah satu karakteristik zat yang fundamental
adalah memiliki massa dan volume.
Kita dapat mendefinisikan satu besaran lagi
dimana untuk sebagian besar benda dari setiap jenis zat besaran tersebut memiliki nilai yang
sama, tidak peduli berapa massa dan volume
benda tersebut. Besaran tersebut adalah massa
jenis (densitas) yang menyatakan perbandingan
massa dan volume.
Densitas (Massa Jenis)
V
m
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 6/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2Termodinamika
Mekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Massa jenis dapat berubah-ubah sesuai dengan
lingkungan dimana benda tersebut berada.
Karena dalam suatu sistem yang tertutup massa
benda selalu tetap maka besaran yang berubahdari benda tersebut adalah volume.
Setiap jenis zat akan memberikan reaksi terhadap
perubahan suhu dan tekanan.
Misalnya untuk jenis benda yang tergolong plastikmaka ketika dipanaskan benda tersebut akan
menyusut.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 7/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Untuk jenis benda yang bersifat bukan plastik,
kecuali untuk air pada suhu 00 hingga 40C, Ukuran
benda akan bertambah ketika benda tersebut
dipanaskan. Ketika benda diberi tekanan yang cukup besar
maka benda akan mengalami perubahan ukuran,
bergantung pada arah tekanan yang diberikan.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 8/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Perubahan ukuran ini berhubungan dengan
perubahan bentuk benda sehingga terkadang efek
semacam itu disebut sebagai deformasi.
Lain halnya dengan zat gas, karena sifat fisisnyayang sangat fleksibel terhadap perubahan
temperatur dan tekanan maka perubahan volume
akibat dua faktor itu tidak dapat diabaikan begitu
saja.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 9/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Berat Jenis
Dalam bidang Hidrolika, Para ahli bidang tersebut lebih
sering menggunakan besaran yang disebut berat jenis
yaitu besaran yang menyatakan perbandingan berat
suatu zat terhadap volumenya.
g w
V mV
mg w
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 10/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Massa Jenis Relatif
Massa jenis relatif menyatakan perbandingan massa
jenis suatu benda terhadap massa jenis air.
Massa jenis relatif ini merupakan sebuah bilangan tidak
berdimensi yang jika rasio tersebut lebih kecil dari 1
berarti massa jenis benda lebih kecil dibanding dengan
massa jenis air dan sebaliknya.
air
benda
rel
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 11/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Perhatikan Gambar disamping:
Fluida, baik dalam keadaanbergerak maupun diam, selalumenghasilkan tekanan.
Ketika Anda berenang,semakin dalam Andamenyelam maka semakin
besar tekanan yang Andarasakan.
Gaya penghasil tekanan inidapat diklasifikasikan menjadidua yaitu gaya berat zat dan
gaya permukaan.
Tekanan dalam Fluida
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 12/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Untuk fluida yang berada dalam
keadaan diam gaya tersebut
biasanya diisitilahkan sebagai
gaya hidrostatik.
Gaya permukaan adalah gaya
yang bekerja pada permukaan
kontak suatu zat terhadap zat
lain di sekitarnya.
Tekanan yang dihasilkan oleh air merupakan hasil interaksi antara
percepatan gravitasi yang
bekerja pada setiap elemen
massa air dan juga oleh gaya
permukaan.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 13/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(Massa
Jenis)A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Besarnya tekanan yang dikerjakan oleh fluida
terhadap benda yang memiliki luas permukaan A
adalah:
0
0
p A
mg
mg F p A
F p
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 14/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Pengalaman sehari-hari menunjukkan bahwa
benda yang berada dalam keadaan seperti pada
Gambar dibawah rata-rata tidak mengalami
pergeseran pada arah horisontal.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 15/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
Turbulensi
F
Pada keadaan setimbang maka komponen gaya
vertikal ke bawah dan ke atas adalah sama besar
sehingga:
udara gravitasi shidrostati
bawahatas
F F F
F F
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 16/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Untuk sementara, kita memiliki sebuah petunjuk
mengenai kebergantungan tekanan terhadap
kedalaman yaitu bahwa semakin dalam letak
suatu benda, diukur relatif terhadap permukaanfluida, maka semakin besar tekanan yang bekerja
padanya.
p maka p2 = p1 + p.
mg A p F
A p p F
bawah
atas
1
1
y g p
y gA A p A p p
y y Ammg A p A p p
AF F bawahatas
0
0
0
11
1211
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 17/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Tekanan atmosfer di permukaan bumi adalah
sekitar 1 atm, ekuivalen dengan 101,325 kPa.
Pertambahan tekanan yang diberikan terhadap
sembarang titik pada fluida akan disebarkansecara merata pada seluruh bagian fluida
tersebut. Pernyataan ini biasa disebut sebagai
prinsip Pascal .
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 18/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Paradoks Hidrostatis
Gambar disamping
Persamaan
sebelumnya
menunjukkan pada kitabahwa tekanan yang
bekerja pada suatu
fluida tidak bergantung
pada posisi horisontal
fluida melainkan posisivertikalnya saja.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 19/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan
disebut dengan manometer.
Gambar skematik prinsip kerja manometer.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 20/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Ketika bongkahan es batu kita masukkan satu per
satu, terlihat bahwa ketinggian air dalam gelas
makin lama makin naik. Tentu saja hal ini
dikarenakan es batu yang kita masukkan tadimendesak volume air yang ada dalam gelas.
Perubahan ketinggian air dalam gelas terjadi
secara merata. Hal ini bersesuaian dengan prinsip
Pascal.
Prinsip ini banyak diaplikasikan terutama untuk
mengukur volume benda-benda yang memiliki
bentuk tidak beraturan.
Gaya Apung dan Prinsip Archimedes
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 21/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Fenomena lainnya yang mengesankan adalah,
kadang, ada benda-benda yang dimasukkan ke
dalam air namun benda tersebut tidak tenggelam,
tidak juga mengapung. Sebuah benda yang berada pada fluida dapat
mengalami tiga keadaan yaitu mengapung,
tenggelam dan melayang.
Faktor apa yang mempengaruhi keadaan benda-benda tersebut?
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 22/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Perhatikan Gambar dibawah, pada keadaan
dimana balok kayu tidak dipercepat atau diam
maka jumlah total gaya yang bekerja pada balok
tersebut adalah nol.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 23/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Karena gaya ke atas harus sama dengan gaya ke
bawah maka berlaku:
y
h
gAy ghA
Aym g m ghA
A p g m ghA A p
F F
b
b
bbb
b
bh
00
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 24/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Bagaimana seandainya massa jenis benda yang
tercelup dalam fluida lebih besar dibanding massa
jenis fluida itu sendiri?
Untuk sistem dimana volume fluida jauh lebihbesar dibanding dengan volume benda maka
seluruh bagian benda, tentu saja, masuk ke dalam
fluida seluruhnya. Keadaan semacam inilah yang
disebut dengan tenggelam.
Hal inilah yang menjelaskan mengapa sebatang
paku yang berukuran kecil dapat tenggelam di
lautan sedangkan sebatang kayu berukuran besar
mengapung.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 25/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Besarnya gaya hirdrostatik adalah selisih antara
gaya gravitasi dan gaya netto sistem.
F h = F g – F netto
Kesimpulan penting tersebut adalah bahwa gayahidrostatik yang dihasilkan oleh fluida adalah
sebanding dengan jumlah massa fluida yang
dipindahkan atau jumlah volume benda yang
tercelup pada fluida.
F h = ρgV tercelup
Gaya hidrostatis yang dihasilkan oleh fluida
sebanding dengan massa fluida yang dipindahkan
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 26/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Salah satu cabang ilmu pengetahuan yang
berkecimpung dalam bidang fluida bergerak
adalah hidrodinamika.
Gerak fluida tersebut sering kita istilahkan sebagaimengalir. Aliran fluida ada yang teratur dan ada
pula yang tidak.
Aliran fluida secara umum dapat dikelompokkan
menjadi dua yaitu: Aliran laminar
Aliran turbulens
Aliran Fluida
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 27/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Persamaan Kontinuitas
Perhatikan Gambar dibawah, dalam selang waktu t
fluida pada luas penampang A1 bergerak dengan
kecepatan v 1 menempuh lintasan sepanjang x 1.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 28/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Karena massa jenis fluida adalah konstan maka
jumlah massa per detik yang masuk melalui luas
penampang A1 haruslah sama dengan jumlah
massa yang masuk melalui luas penampang A2.
V 1 = V 2 A1v 1t = A2v 2t
A1v 1 = A2v 2
Besaran A1v 1 dan A2v 2 tidak lain adalah jumlah
volume yang mengalir tiap detik yang biasa
disebut dengan debit, Q.
1
2
2
1
A
A
v
v
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 29/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Perhatikan Gambar dibawah, titik 1 berada pada
ketinggian y 1 diukur relatif terhadap tanah
sedangkan titik 2 berada pada ketinggian y 2.
Persamaan Bernoulli
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 30/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Gaya F 1 dan F 2 mendorong fluida sejauh x dan
dengan demikian menghasilkan kerja masing-
masing sebesar:
W 1 = F 1 x 1 = p1 A1v 1t
W 2 = –F 2 x 2 = – p2 A2v 2t
Tanda ( –
) pada W 2 adalah karena arah kerja gayaF 2 berlawanan arah relatif terhadap arah kerja
gaya F 1.
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 31/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Perbedaan letak ketinggian mengingatkan kita
pada perubahan energi potensial fluida.
EP = mg y EP = Avdt (y 2 –y 1)
Jika perubahan energi kinetik kita tuliskan sebagai
EK maka besarnya EK adalah:
21
2
22
1vvvAdt EK
l d k
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 32/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Selisih kerja yang dihasilkan sistem sama dengan
perubahan energi mekanik sistem sehingga W =
EP + EK .
Persamaan diatas disebut dengan persamaan
Bernoulli.
2
222
2
111
2
1
2
21221
2
1
2
21221
2
1
2
1
2
1
2
1
v y pv y p
vv y y p p
vv Avdt y y Avdt Avdt p p
EK EP W
i l i d k
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 33/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Perhatikan Gambar disamping. Gambar (a)adalah sistem fluida laminar ideal yang baru saja kita
bahas. Gambar (b)menunjukkan representasialiran fluida laminar dimanagaya gesek diperhitungkan.
Aliran fluida seperti tampak
pada Gambar (b) dikenaldengan nama aliranPoiseuille.
Fluida memiliki sifatkekentalan yang disebutviskositas.
Viskositas dan Turbulensi
M i K l E i d H k 2
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 34/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Hambatan oleh viskositas dipengaruhi oleh suatu
variabel yang disebut koefisien viskositas, .
Gaya yang dikerjakan pada fluida sebanding
dengan , luas bidang kontak dan berbandingterbalik terhadap ketebalan fluida.
M i K l E i d H k 2
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 35/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Perhatikan Gambar dibawah, dalam ilustrasi
tersebut terlihat bahwa fluida yang dekat dengan
plat yang bergerak memiliki kecepatan yang lebih
besar dibanding fluida di bagian yang lain.
M i K l E t i d H k 2
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 36/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Besarnya gaya yang menggerakkan plat tersebut
dapat dirumuskan sebagai berikut:
d
Av F
M i K l E t i d H k 2
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 37/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Secara sederhana kita dapat menyatakan bahwa
perubahan energi karaena gesekan termanifestasi
dalam bentuk penurunan tekanan.
p = p1 – p2 Qf R
Dimana Q menyatakan debit fluida dan f R
menyatakan faktor resistensi akibat gesekan.
M i K l E t i d H k 2
7/27/2019 Bab 14 Mekanika Fluida Diktat
http://slidepdf.com/reader/full/bab-14-mekanika-fluida-diktat 38/38
Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum 2TermodinamikaMekanika Fluida
•Densitas
(MassaJenis)
A
•Tekanan
dalam
FluidaB
•Gaya Apungdan Prinsip
ArchimedesC
•Aliran FluidaD
•Persamaan
BernoulliE
•Viskositas
dan
TurbulensiF
Untuk fluida laminar yang mengalir melalui pipa
yang memiliki ukuran jari-jari sama di setiap
segmen, nilai f R adalah:
Karakter aliran fluida dinyatakan dengan sebuah
bilangan tak berdimensi yang disebut denganbilangan Reynolds, NR.
vr N R
2
4
4
8
8
r
LQr
LQ p
Recommended