Fluida Ideal

 

B. Fluida Dinamis 1. Fl Flui uid da Ideal deal • • •

Fluida yang dibahas dalam materi fluida dinamis adalah fluida ideal, yaitu: Fluida yang tidak kental Fluida yang kecepatan alirannya konstan Fluida yang tidak mengalami perubahan volume.

2. Debit Aliran Fluida dan Persamaan Kontinuitas

Debit (Q) adalah volume fluida yang mengalir tiap satuan waktu yang melalui suatu  pipa dengan luas penampang  dan dengan kecepatan v. !esarnya debit air yaitu: "eterangan: Q: debit (m#$s) atau %: volume (m#)   t : waktu (s)  : luas penampang pipa (m&) v : la'u aliran at cair (m$s) ntuk aliran fluida yang mengalir dalam pipa berbeda ukuran penampang, debit aliran selalu konstan. *ehingga dapat ditulis:

  "eterangan: Q+ : debit pada penampang + + : luas penampang +, v+ : la'u aliran pada penampang +,  

Persamaan kontinuitas

Q& : debit pada penampang & & : luas penampang & v& : la'u aliran pada penampang &

3. Pers Persam amaa aan n Bern Bernou oull llii

*uatu fluida yang mengalir melalui suatu penampang dengan ketinggian tertentu,  berlaku:

atau

Persamaan Bernoulli

"et eranga "etera ngann :  - tekanan (ascal - a - $m&) / - massa 'enis fluida0 cairan ataupun gas (kg$m #) g - percepatan gravitasi (m$s&) Penerapan Hukum Bernoulli

a. 1a'u aliran kebocoran

 

e ers rsam amaa aann !e !ern rnou oull llii dapa dapatt digu diguna naka kann untu untuk  k  menentukan la'u aliran kebocoran fluida dari lubang pada dinding tabung. 1a'u kebocoran air serta waktu yang dibutuhkan air  untuk mencapai tanah, dirumuskan sebagi berikut:   "eterangan v - kecepatan aliran fluida pada lubang (m$s) g - percepatan gravitasi (m$s &) h - tinggi fluida dari permukaan air (m ) h&- keinggian lubang diukur dari permukaan tanah ta nah (m)  b. ipa venturi %enturimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur la'u alir aliran an fluida dalam pipa. +). ipa venturi dengan manometer

&). ipa venturi tanpa manometer   

"eterangan v+ - la'u aliran fluida pada pipa besar (m$s)  A+- luas penampang pipa besar (m&)  A&- luas penampang pipa kecil (m& /r  - massa 'enis raksa (kg$m#) /u - massa 'enis udara (kg$ m #) h - selisih tinggi permukaan fluida pada manometer (m)  g - percepatan gravitasi (m$s&) c. 2aya angkat pasawat terbang esawat terbang dapat terangkat ke udara karena kecepatan udara pada sayap bagian atas lebih besarr dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bagian bawah.  

"eterangan / - massa 'enis udara (kg$m#)

 

F+ F& +  &  v+ v&

- 2aya pada sayap bagian atas pesawat () - 2aya pada sayap bagian bawah pesawat () - tekanan pada sayap bagian atas pesawat (a) - tekanan pada sayap bagian bawah pesawat (a) - kecepatan aliran udara pada bagian atas pesawat (m$s) - kecepatan aliran udara pada bagian bawah pesawat (m$s)

Soal

+. hmad hmad mengis mengisii ember yang yang mem memilik ilikii kapas kapasita itass &3 liter  dengan air dari sebuah kran seperti gambar berikut. 4ika lu luas as pe pena namp mpan angg kran kran deng dengan an diam diamete eterr D& adala adalahh & cm&  dan kecepatan aliran air di kran adalah +3 m$s tentukan: a. De Debbit ai airr (& (& 5 +36# m#$s)  b. 7aktu 7aktu yang diperlukan untu untukk mengisi ember (+3 s) &. i irr ya yang ng meng mengali alirr kelu keluar ar dari dari sebu sebuah ah pipa pipa deng dengan an kece kecepa pata tann 8 m$ m$ss di digu guna naka kann untu untuk  k  mengisi suatu wadah berukuran 93 m 5 83 cm 5 +3 cm. 4ika luas penampang pipa adalah 3,; cm& tentukan waktu yang dibutuhkan hingga wadah tersebut penuh berisi air. #. ipa ipa salu saluran ran air bawah bawah tana tanahh me memi milik likii bent bentuk uk sep sepert ertii gambar berikut. 4ika luas penampang pipa besar 8 m &, luas penampang pipa kecil adalah & m & dan kecepa kecepatan tan aliran aliran air pa pada da pipa pipa besa besarr adala adalahh +8 m$ m$s, s, ten tentu tuka kann kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil. (#. a ada da gam ambbar di baw awah ah air air meng engalir alir me mele lewa wati ti pip pipa venturimeter.. &4ika luas penam venturimeter penampang pang + dan & masing= & masing 8 cm  dan 9 cm  maka hitunglah kecepatan air  memasuki pipa venturimeter. (9 m$s) +3. *eb *ebuah uah pes pesawa awatt dil dileng engkap kapii den dengan gan dua bua buahh say sayap ap mas masing ing=ma =masin singg seluas seluas 93 m &. 4ika kela'uan aliran udara di atas sayap adalah &83 m$s dan kela'uan udara di bawah sayap adalah &33 m$s tentukan gaya angkat pada pesawat tersebut, anggap kerapatan udara adalah +,& kg$m#B (+3;3 k) ++. 2ay 2aya an anggkat kat yang ang ter' ter'ad adii pada pada sebu ebuah pesaw esawat at dik diket etah ahuui seb sebesar esar ++33 k. esawat tersebut memiliki luas penampang sayap sebesar ;3 m&. 4ika kecepatan aliran udara di bawah sayap adalah &83 m$s dan massa 'enis udara luar adalah +,3 kg$m # tentukan aliran udara di bagian sayapyang pesawatB (#33massa $s) 'enis ;33 kg$m # digunakan +&. kecepatan ntuk mengukur kela'uan aliranatas minyak memiliki ventur ven turime imeter ter yan yangg dih dihubu ubungk ngkana ana den dengan gan man manome ometer ter dit ditun' un'ukk ukkan an gam gambar bar ber beriku ikut.t.

&

1uas pipa besar adalah 8 cm  sedangkan luas&3 penampang pipa yang lebih kecil # cm&penampang . 4ika beda ketinggian Cg pada manometer manom eter adalah cm, tentuk tentukan an kela'uan minyak  saat memasuki pipa, gunakan g - +3 m$s& dan massa 'enis Cg adalah +#33 kg$m#. ( m$s) +#. *ebuah pipa lurus mempunyai mempunyai dua macam penampang, masing masing=masing =masing 3,+ m& dan 3,38 m&. ipaa ter ip terseb sebut ut dil dileta etakka kkann mir miring ing.. seh sehing ingga ga penamp penampang ang kecil kecil berada berada & m lebih lebih tinggi tinggi daripada  penampang besar. 4ika tekanan air pada penampang kecil adalah & .+38 a. dan la'u air pada  penampang besar 8 m$s, tentukanlah : a. la'u air dalam dalam pen penamp ampang ang kec kecil? il? (+3 (+3 m m$s) $s)  b. tekanan air pada penampang besar ? (&,&&8 .+3 .+38 a). c. %olume aair ir ya yang ng melalui melalui ppipa ipa titiap ap me menit nit (' ('awab awab : #3 m#)