MEKANIKA FLUIDA BESARANBESARAN FLUIDA Tekanan p Pa Rapat

§ MEKANIKA FLUIDA • BESARAN-BESARAN FLUIDA – Tekanan, p [Pa] – Rapat Massa, [kg/m 3] – Kecepatan, V [ m/s] – Debit, Q [m 3/s] – Luas penampang, A [m 2]

• • • Dr. Ir. Amoranto Trisnobudi DEA Prodi Teknik Fisika ITB 081572052010 Kompleks Permata Arcamanik C 7 http: //dosen. tf. itb. ac. id/~amoranto

SOME DENSITIES MATERIAL OR OBJECT Air Styrofoam Water Blood Ice Iron Mercury The Earth The Sun Uranium nucleus Neutron star Black hole DENSITY (kg/m 3) 1. 21 1 x 102 0. 998 x 103 1. 060 x 103 0. 917 x 103 7. 9 x 103 13. 6 x 103 5. 5 x 103 1. 4 x 103 3 x 1017 1018 1019

SOME PRESSURES Center of the Sun Venter of the Earth Deepest ocean bottom Spike heels on a dance floor Automobile tire Atmosphere at sea level Normal blood pressure Loudest tolerable sound* Faintest detectable sound* Best laboratory vacuum Pressure (Pa) 2. 0 x 1016 4. 0 x 1011 1. 1 x 108 1. 0 x 106 2. 0 x 105 1. 6 x 104 30 3. 0 x 10 -5 10 -12 * Pressure in excess of atmospheric pressure

q MEKANIKA FLUIDA Ø STATIKA FLUIDA § Tekanan hidrostatis § Hukum Pascal § Hukum Archimedes Ø DINAMIKA FLUIDA § Persamaan kontinuitas § Persamaan Bernoulli

Ø STATIKA FLUIDA § Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis = tekanan di dalam cairan pada kedalaman h dari permukaan

Contoh Soal 2. 1 Sebuah pipa U berisi dua cairan dalam keadaan keseimbangan. Pipa sebelah kiri berisi minyak yang tidak diketahui rapat massanya sedangkan pada pipa kanan berisi air dengan panjang kolom sebesar 135 mm. Bila perbedaan tinggi kedua cairan adalah 12, 3 mm, hitung rapat massa dari minyak. Jawab :

Contoh Soal 2. 2 Sebuah bendungan yang lebarnya W berisi air setinggi D. Hitung gaya total horisontal yang diterima oleh air pada dinding bendungan

Jawab : x y p po

§ Hukum Pascal Tekanan yang diberikan pada cairan dalam ruang tertutup akan diteruskan ke setiap bagian dari cairan dindingdinding dari ruang tertutup. Tidak tergantung pada h ke setiap bagian dari cairan

Kerja yang diberikan (input) = kerja yang diterima (output)

Contoh Soal 2. 3 Sebuah pompa hidrolik digunakan mengangkat benda berat. Diameter piston masing-masing adalah 1, 5 in. dan 21 in. a). Agar dapat mengangkat benda seberat 2 ton pada piston yang besar, berapa gaya yang harus diberikan pada piston yang lebih kecil ? b). Bila piston yang lebih kecil digerakkan sejauh 3, 5 ft, berapa jauh benda berat akan dapat dinaikkan ke atas ?

Jawab :

§ Hukum Archimedes Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya di dalam fluida akan mendapat gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan Bila berat benda = gaya apung benda akan diam

Contoh Soal 2. 4 Sebuah gunung es terapung dilaut. Bila rapat massa es dan air laut masing-masing adalah 917 dan 1024 kg/m 3, berapa % bagian es yang terapung (yang terlihat/muncul dipermukaan) Jawab :

Contoh Soal 2. 5 Sebuah balon berisi helium berjari-jari 12 m. Massa total balon, kabel-kabel dll adalah M = 196 kg. Bila rapat massa gas helium dan udara masing-masing adalah 0, 16 dan 1, 25 kg/m 3, hitung massa beban maksimum yang dapat dibawa oleh balon tersebut. Jawab :

Ø DINAMIKA FLUIDA § Persamaan Kontinuitas Debit keluar = debit masuk V 2 V 1

Contoh Soal 2. 7 Sebuah sungai selebar 20 m mengalir air sedalam 4 m. Curah hujan rata-rata di daerah sungai tersebut yang luasnya 3000 km 2 adalah 48 cm/tahun. Bila 25 % dari air hujan menguap ke atmosfir dan sisanya masuk ke sungai perkirakan kecepatan rata-rata dari air sungai tersebut. Jawab :

Contoh Soal 2. 8 Sebuah kran mengalirkan air seperti terlihat pada gambar. Pada suatu ketinggian tertentu luas penampang aliran air ini adalah 1, 2 cm 2 sedangkan 45 mm di bawahnya luasnya hanya 0, 35 cm 2. Hitung debit aliran air ini. Jawab :

§ Persamaan Bernoulli

Persamaan Bernoulli Velocity head Elevation head Pressure head

Contoh Soal 2. 9 Sebuah bendungan berisi air sampai kedalaman 15 m. Pada kedalaman 6 m terdapat suatu pipa horisontal berdiameter 4 cm yang menembus dinding bendungan. Mula-mula pipa ini disumbat sehingga air tidak keluar dari bendungan. a). Hitung gaya gesekan antara sumbat dan dinding pipa b). Bila sumbatnya dibuka, berapa air yang tumpah selama 3 jam

Jawab :

Contoh Soal 2. 10 Sebuah pesawat terbang horisontal sedemikian rupa sehingga kecepatan udara di atas sayapya adalah 48 m/s sedangkan kecepatan udara di bawah sayapnya adalah 40 m/s. Luas setiap permukaan sayapnya adalah 10 m 2. Bila rapat massa udara adalah 1, 2 kg/m 3, hitung massa pesawat terbang tersebut. Jawab :

Pengukur Aliran (Flowmeter) Tabung Venturi