Bab IV

Fluida Dinamis 

                              Blog ini dibuat sebagai tugas proyek pelajaran fisika kelas XI Semester Ganjil                           

 Guru Fisika : Indri Dayana,M.Si

1. Garis Arus 

      adalah lintasan yang ditempuh oleh partikel partikel fluida yang mengalir dengan aliran tunak .

2. Asas Kontinuitas 

Debit :
Q = \frac{V}{T}
Q = Av
dimana:
Q = debit aliran fluida (m3/s)
V = volume fluida (m3)
 t = selang waktu (s)
A = luasan penampang aliran (m2)
v = kecepatan aliran fluida (m/s)

Persamaan Kontinuitas

             Persamaan kontinuitas adalah persamaan yang menghubungkan kecepatan fluida dalam dari satu tempat ke tempat lain. Sebelum menurunkan hubungan, kita harus memahami beberapa istilah dalam aliran fluida. Garis aliran (stream line) diartikan sebagai jalur aliran fluida ideal (aliran lunak). Garis singgung di suatu titik pada garis memberikan kita arah kecepatan aliran fluida. Garis alir tidak berpotongan satu sama lain. Tabung air adalah kumpulan dari garis-garis aliran.

Air yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai debit yang sama di sembarang titik. Atau jika ditinjau 2 tempat, maka:
Debit aliran 1 = Debit aliran 2, atau :
Persamaan Kontinuitas

3.Hukum Bernoulli

             adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah tekanan (p), energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus. Jika dinyatakan dalam persamaan menjadi :
rumus Hukum Bernoulli
Dimana :
p = tekanan air (Pa)
v = kecepatan air (m/s)
g = percepatan gravitasi
h = ketinggian air

Contoh Soal Fluida Dinamis

Contoh Soal 1

contoh soal fluida dinamis dan pembahasan
Pada gambar diatas diketahui kecepatan fluida pada penampang besar 5 m/s. Berapa kecepatan aliran fluida pada penampang kecil jika diameter penampang besar dua kali dari diameter penampang kecil?
Pembahasan:
Dengan menggunakan persamaan kontinuitas didapat:
Q_1 = Q_2
v_1 A_1 = v_2 A_2
v_2 = \frac{v_1 A_1}{A_2} = \frac{(5 m/s)A_1}{0,5 A_1}
v_2 = 10 m/s

Contoh Soal 2

Sebuah pesawat dengan total luasan sayap sebesar 80  melaju dengan kecepatan 250 m/s. Jika kecepatan aliran udara pada bagian bawah pesawat sebesar 210 m/s, tentukan berapa besar maksimal berat total pesawat yang diperbolehkan agar pesawat dapat mengudara. (\rho_{udara} = 1,2 kg/m^3).
Pembahasan:

F_{angkat} = F_{sayap atas} - F_{sayap bawah}
F_{angkat} = \frac{1}{2} \rho (v_{atas}^2 - v_{bawah}^2)A
F_{angkat} = \frac{1}{2} (1,2 kg/m^3)(250^2 - 210^2)(80 m^3)
F_{angkat} = 883200 N
Agar pesawat dapat mengudara, maka gaya angkatnya harus dapat mengampu gaya beratnya, sehingga:
F_{angkat} = W
F_{angkat} = m_{total} g
m_{total} = \frac{F_{angkat}}{g} = \frac{883200 N}{10 m/s^3}

m_{total} = 88320 kg = 88,3 ton
Berikut ini ada beberapa latihan soal :
1. Air mengalir melalui pipa mendatar dengan luas penampang pada masing-masing ujungnya 200mm2 dan 100mm2. Bila air mengalir dari panampang besar dengan kecepatan adalah 2 m/s, maka kecepatan air pada penampang kecil adalah 
2. Suatu fluida ideal mengalir di dlaam pipa yang diameternya 5 cm, maka kecepatan aliran fluida adalah ….
3.Sebuah selang karet menyemprotkan air vertikal ke atas sejauh 4,05 meter. Bila luas ujung selang adalah 0,8 cm2, maka volume air yang keluar dari selang selama 1 menit adalah … liter

4. Minyak mengalir melalui sebuah pipa bergaris tengah 8 cm dengan kecepatan rata-rata 3 m/s. Cepat aliran dalam pipa sebesar ….
….

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Bab 1

Gambar
Dinamika Rotasi dan keseimbangan Benda Tegar                                     Blog ini dibuat  sebagai tugas proyek pelajaran fisika kelas XI Semester Ganjil                            Guru Fisika : Indri Dayana,M.Si A. Rotasi Benda Tegar 1 Momen Gaya         Momen gaya ( torsi ) didefinisikan sebagai hasil perkalian silang antara vektor posisi titik kerja gaya terhadap poros ( r ) dengan vektor gaya ( F ). Persamaan momen gaya :         ket : r = vektor posisi titik kerja gaya terhadap poros  ( m )                                                                              F = vektor gaya ( N ) Contoh soal : 1. Pada batang homogen AC yang panjangnya 5 m dikenai gaya F1 dan F2 (seperti pada gambar) . Jika momen gaya yang dialami oleh batang tersebut 120 Nm dan batang berputar berlawanan arah jarum jam pada sumbu putar X. Maka besar F1 adalah…. Jawaban : Kita menganggap momen gaya berlawanan jarum jam adalah positif. 2. Perhatikan gambar di s
Baca selengkapnya

Bab V

Gambar
Suhu, Pemuaian, Kalor                         Blog ini dibuat  sebagai tugas proyek pelajaran fisika kelas XI Semester Ganjil                              Guru Fisika : Indri Dayana,M.Si A. Suhu 1. Skala Fahrenheit Seorang ilmuwan Jerman (Daniel George Fahrenheit) tahun 1714 membuat termometer yang mula-mula diisi alkohol dan lalu diganti dengan raksa. Sebagai titik tetap pertama ia memakai campuran garam dapur dan es yang diberi angka 00F (suhu terendah yang ia ketahui) dan titik tetap kedua ia memakai tubuh manusia dan diberi angka 960C. Skala termometer Fahrenheit berdasarkan definisi modern adalah skala dengan temperatur es melebur sebagai 32 dan derajat temperatur air mendidih ditetapkan sebagai 212 derajat. Termometer ini pada jaman dulu banyak digunakan di Amerika Serikat dan Eropa, akan tetapi sekrang ini negara di Eropa sudah beralih ke termometer Celcius namun negara AS masih menggunakannya. 2. Skala Celcius Selang 20 tahun setelah ditemukannya termome
Baca selengkapnya