FLUIDA DINAMIS

Oleh :Ajeng Rizki Rahmawati (4201412026)

Lusi Santi Mulyani (4201412103)(REVISI)

Peta Konsep

Peta Konsep

Sayap pesawat terbang memiliki penampang lintang melengkung, dengan bagian depan lebih tebal daripada belakang. Desain seperti ini disebut aerofil.

Mengapa desain

aerofil bisa membuat pesawat

mengangkasa?.

Ciri ciri umum fluida1. Aliran tunak (steady) atau tak tunak (non

steady)2. Aliran fluida dapat termampatkan

(compresible) atau tak termampatkan (incompresible)

3. Aliran fluida merupakan aliran kental (viscous) atau tak kental (non-viscous)

4. Aliran fluida dapat merupakan aliran garis arus (streaming) atau aliran turbulen.

Definisi garis arusGaris arus adalah aliran fluida yang mengikuti suatu garis (lurus melengkung) yang jelas ujung dan pangkalnya.

Ketika melebihi suatu kelajuan tertentu, aliran fluida menjadi turbulen

Aliran air

Apakah yang dimaksud dengan

debit fluida?

Debit aliran (Q)

Jumlah volume fluida yang mengalir persatuan waktu

Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran

Persamaan kontinuitas• Pada bagian manakah aliran paling deras?

• Pada pipa

• Persamaan Kontinuitas

• Persamaan Debit Konstan

Pada fluida tak termampatkan, debit fluida

di titik mana saja selalu konstan.

• Perbandingan Kecepatan Fluida dengan Luas dan Diameter Penampang

Kelajuan aliran fluida tak termampatkan berbanding terbalik dengan luas penampang

yang dilaluinya

Kelajuan aliran fluida tak termampatkan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak jari-jari penampang atau

diameter penampang

2. Hukum Bernoulli

Apakah tekanan fluida paling besar di titik yang kelajuan alirnya paling

besar

Pada pipa mendatar (horizontal), tekanan fluida paling besar adalah pada bagian yang kelajuan alirnya paling kecil, dan tekanan

paling kecil adalah pada bagian yang kelajuan alirnya paling besar.

Penerapan Asas Bernoulli

• Dua perahu berebentuk berbenturan

Mengapa dua perahu bermotor yang saling

sejajar dan saling berdekatan

cenderumg saling meenarik dan berbeturan?

Pada waktu kedua perahu melaju ke depan, air tersalurkan pada daerah yang sempit diantara keduanya. Laju alir air relatif lebih besar pada daerah yang sempit ini dibandingkan dengan daerah yang lebar di sisi bagian luar kedua perahu. Sesuai asas Bernoulli, laju alir yang meningkat menyebabkan penurunan tekanan air diantara kedua perahu dibandingkan dengan tekanan air di sisi bagian luar perahu sehigga mendorong kedua perahu saling mendekati dan akibatnya dapat berbenturan.

• aliran air yang keluar dari keran

Mengapa saat memutar keran air pada kecepatan penuh,

aliran air mulai meneyempit ketika mulai jatuh?

Hukum Bernoulli

• Persamaan Bernoulli

• Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari tekanan (P),

energi kinetic per satuan volume ( ½ ρv2 ), dan energi

potensial per satuan volume (ρgh )memiliki nilai yang sama pada

setiap titik sepanjang suatu garis normal.

Dua Kasus Persamaan Bernoulli 1. Kasus Untuk fluida tak bergerak (fluida statis)

Untuk fluida tak bergerak, kecepatan sehingga persamaan (7-8) menjadi

2. Kasus untuk fluida yang mengalir (fluida dinamis) dalam pipa mendatar

Teorema Toricelli•

Teorema torricelli hanya berlaku jika ujung atas wadah terbuka

terhadap atmosfer dan luas lubang jauh lebih kecil darpada luas

penampang wadah.

Debit fluida yang menyembur keluar dari lubang dengan luas penampang A2 :

Penerapan Hukum Bernoulli

Bagaimana alat-alat ini bekerja??

Tabung venturi

KarburatorPenampang pada bagian atas jet menyempit, sehingga udara yang mengalir pada bagian ini bergerak dengan kelajuan yang tinggi. Sesuai dengan asas Bernoulli, tekanan pada bagian ini rendah. Tekanan di dalam tangki bensin sama dengan tekanan atmosfer. Tekanan atmosfer memaksa bahan bakar (bensin atau solar) tersembur keluar melalui jet, sehingga bahan bakar bercampur dengan udara sebelum memasuki silinder mesin.

VenturimeterTabung venturi adalah dasar dari venturimeter, yaitu alat yang dipasang di dalam suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan cairan. (*)Dari persamaan kontinuitas diperoleh , maka

(*)Dengan memasukkan nilai dari (**) ke dalam (*), diperoleh

Pada Gambar 7.18 tampak bahwa selisih ketinggian vertikal cairan dalam tabung 1 dan tabung 2 adalah . Dengan demikian, selisih tekanan dan sama dengan tekanan hidrostatis cairan setinggi h, yaitu ρgh• Dengan memasukkan nilai ini ke dalam (***) kita

peroleh

• (7-15)•

• Venturimeter dengan manometer

TABUNG PITOTUntuk mengukur kelajuan gas

Aliran gasa b

h

Air raksa

v Kelajuan gas di a = va = v

Tekanan di kiri kaki manometer = tekanan aliran gas (Pa)

Lubang kanan manometer tegak lurus terhadap aliran gas, sehingga laju gas di b = vb = 0

Tekanan di kaki kanan manometer = tekanan di b, sedangkan a dan b sama tinggi, sehingga :

22

2

1

2

1bbaa vPvP

baa PvP 2

2

1 2

2

1vPP ab

Beda tekanan di a dan b = tekanan hidrostatis air raksa setinggi h =

ghPP ab '

'

Sehingga :

ghv '2

1 2

gh

v'22

gh

v'2

v = kelajuan gas

' = massa jenis raksa dlm manometer = massa jenis gas

h = perbedaan tinggi raksa dlm manometer

Prinsip kerja alat penyemprot adalah dengan memaksa udara keluar dari pompa atau bola karet yang termampatkan sehingga menghasilkan semburan udara melalui lubang sempit di atas tabung silinder yang memanjang ke bawah dan masuk ke dalam cairan parfum.

Penyemprot Pafrum

Gaya angkat pesawat

Sesuai dengan asas Bernoulli ,tekanan pada sisi bagian atas lebih kecil daripada sisi bagian bawah karena kelajuan udaranya kebih besar. Beda tekanan menghasilkan gaya angkat sebesar

Dengan A merupakan luas penampang total sayap.Jika nilai dari persamaan (7-11) kita masukkan

pada kita peroleh

Aplikasi hukum Bernoulli pada Hewan

Bagaimana ikan mengapung, melayang, dan tenggelam di dasar air? Kebanyakan ikan memiliki swim bladder (kantong renang) yang mirip gelembung dan berisi penuh gas. Swim bladder (Gambar 7.22) bekerja seperti tangki pemberat pada kapal selam. Ikan dapat mengukbah ukuran swim bladder dengan cara mengendurkan atau mengencangkan otot-otonya sesuai keperluan ikan ; mengapung, melayang, atau tenggelam.