1 / 49

FLUIDA

FLUIDA. Fluida. Pokok Bahasan Fluida statik Tekanan Prinsip Pascal Prinsip Archimedes Fluida dinamik Persamaan Bernoulli. Fluida. Pada temperatur normal, zat dapat berwujud: Padatan/Solid Cair/Liquid Gas. Fluida. “Fluida”?

aspen-sanders
Download Presentation

FLUIDA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FLUIDA

  2. Fluida • Pokok Bahasan • Fluida statik • Tekanan • Prinsip Pascal • Prinsip Archimedes • Fluida dinamik • Persamaan Bernoulli

  3. Fluida • Pada temperatur normal, zat dapat berwujud: • Padatan/Solid • Cair/Liquid • Gas Fluida • “Fluida”? • “Zat yang dapat mengalir dan memiliki bentuk seperti wadah yang menampungnya” • Atom-atom dan molekul-molekul bebas bergerak

  4. Fluida ( zat alir) : zat yang bisa mengalir Contohnyazatcairdan gas. Zatcairtermasukfluida yang inkompressibel, artinyapadatekanan yang tidakterlalubesar, volumenyatidakberubahmeskipunditekan. Gastermasukfluidakompressibel, artinyavolumenyabisaberkurangjikaditekan Air dalamkeadaandiamdisebuthidrostatis

  5. Sifat-sifatfluida: • Gaya-gaya yang dikerjakansuatufluidapadadindingwadahnyaselaluberarahtegaklurusterhadapdindingwadahnya. 2. Tekanan dalam suatu fluida pada kedalaman yang sama adalah sama dalam segala arah

  6. Fluidadalamkeadaandiam setimbang tak ada perubahan tekanan pada kedalaman yang sama

  7. Fluida • Besaran penting untuk mendeskripsikan fluida? • Rapat massa (densitas) satuan: kg/m3 = 10-3 g/cm3 r(air) = 1.000 x103 kg/m3 = 1.000 g/cm3 r(es) = 0.917 x103 kg/m3 = 0.917 g/cm3 r(udara) = 1.29 kg/m3 = 1.29 x10-3 g/cm3 r(Hg) = 13.6 x103 kg/m3 = 13.6 g/cm3

  8. Massa jeniszat (ρ) • Cara mengukur massa jenis zat Misalnya massa jenis air : 1. Timbang massa air dengan neraca 2. Ukur volume air dengan gelas ukur 3. Bagi massa air dengan volume air yang telah di ukur

  9. Massa jenis zat (ρ) Jadi massa jenis zat adalah perbandingan antara massa dengan volume zat Secaramatematis di rumuskan: ρ = m / V Dengan : m = massa V = volume zat ρ = kerapatan = massajenis

  10. n A Fluida • Besaran penting untuk mendeskripsikan fluida? • Tekanan satuan : 1 N/m2 = 1 Pa (Pascal) 1 bar = 105 Pa 1 mbar = 102 Pa 1 torr = 133.3 Pa 1atm = 1.013 x105 Pa = 1013 mbar = 760 Torr = 14.7 lb/ in2 (=PSI) • Tekanan adalah ukuran penjalaran gaya oleh fluida, yang didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan persatuan luas permukaan

  11. Apabilakerapatansuatubendalebihkecildarikerapatan air, makabendaakanterapung. • Sebaliknyajikakerapatansuatubendalebihbesardarikerapatan air, bendatersebutakantenggelam. • Beratjenissuatuzatmerupakanperbandinganberatzattersebutterhadapvolumenya. Satuansisteminternasionaluntukberatjenisadalah N/m3.

  12. Berikut ini data massa jenis dari beberapa zat. Bandingkanbesarnyamassajenisbendapadat,cairdan gas !.

  13. Soal: Sepotong emas yang bentuknya seperti sepeda akan di tentukan massanya. Emas di masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya telah berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala yang ditunjukan oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75 cm 3 . Bila massa jenis emas = 19,3 gram/cm3 , berapakah massa emas tersebut . Diket :ρ = 19,3 gr/cm 3 V = 3, 75 cm 3Ditanya : m Jawab : m = ρV = 19,3 x 3,75 = 72,375 gram Yessica (10-016) = 5 poin Rosyid (10-003)

  14. Soal • Sebuah logam paduan ( alloy ) dibuat dari 0,04 kg logam A dengan massa jenis 8000 kg/m3 dan 0,10 kg logam B dengan massa jenis 10000 kg/m3 . Hitung massa jenis rata – rata logam paduan itu. • Diket : • Logam A :m A = 0,04 kg dan  A= 8000 kg/ m3 • Logam B :m B = 0,10 kg dan  B= 10000 kg /m3 • Ditanya : massa jenis rata – rata logam paduan

  15. Jawab:Massa total logam = mA + mB= 0,04 + 0,10= 0,14 kgVolume total = VA + VB=( mA / A) + (mB / B) = (0,04/8000) + (0,10/10000)= 0,6/40000Maka Massa jenis logam paduan = massa total : volume total= 0,14 : (0,6/40000)= 9333 kg /m3 Reza (10-002) = 5 poin Johana (10-011)= 5 poin Fadiyah (09-026) = 5 poin

  16. Hubungan tekanan dengan kedalaman fluida • Anggapan: fluida tak termampatkan (incompressible) • Rapat massa konstan • Bayangkan volume fluida khayal (kubus, luas penampang A) • Resultan semua gaya pada volume tersebut harus NOL  keadaan setimbang: F2 - F1 - mg = 0

  17. Tekanan( p ) Tekananadalahgaya yang bekerjategakluruspadasuatubidangtiapsatuanluasbidang yang dikenaigayaDi rumuskan :P = F / Adengan :F = gaya yang bekerjapadabenda (Newton) A = luaspenampangbenda(m2) 1 pascal ( 1 Pa) = 1 N/m2 Satuan lain yang digunakan = atm (atmosfer), cm Hg, mb(milibar) 1 bar = 105 Pa 1 atm = 76 cm Hg=1,01 .105 Pa 1 mb = 10-3 bar

  18. TekananHidrostatis(Ph) Tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak disebut tekanan hidrostatik Di rumuskan • Ph = F / A • = mg / A • = Vg / A • =  A h g / A • =  g h • = massajeniszatcair • h= kedalaman g= percepatangravitasi

  19. Tekanan Gauge Yaituselisihantaratekanan yang tidakdiketahuidengantekananatmosfer (tekananudaraluar) Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan menyatakan tekanan gauge, sedangkan tekanan sesungguhnya disebut tekanan mutlak Pmutlak = P gauge + P atmosfer

  20. SOAL Sebuah ban berisiudaramemilikitekananmutlakkira-kira 30 bar, sebabtekananatmosferpadapermukaanlautkira-kira20 bar, brp tekanan gaugenyya?

  21. Perubahan tekanan fluida pada suatu bejana tertutup akan diteruskan pada setiap bagian fluida dan juga pada dinding bejana tersebut. Prinsip Pascal • Dengan Hk. Newton: • Tekanan merupakan fungsi kedalaman: Dp = rgDy • Prinsip Pascal membahas bagaimana perubahan tekanan diteruskan melalui fluida • Prinsip Pascal  tuas/pengungkithidrolik • Penerapangaya yang cukupkecil di tempattertentudapatmenghasilkangaya yang sangatbesar di tempat yang lain. • Bagaimanadengankekekalanenergi?

  22. A F F = 2 = 1 2 F F 2 1 A A A 1 1 2 • Perhatikan sistem fluida di samping: • Gaya ke bawah F1 bekerja pada piston dengan luas A1. • Gaya diteruskan melalui fluida sehingga menghasilkan gaya ke atas F2. • Prinsip Pascal: perubahan tekanan akibat F1 yaitu F1/A1 diteruskan pada fluida.

  23. D = V d A 1 1 1 A D = D 1 = V V d d 2 1 2 1 A 2 A A 2 1 = = = W F d F d W 2 2 2 1 1 1 A A 1 2 • Misalkan F1 bekerja sepanjang jarak d1. • Berapa besar volume fluida yang dipindahkan? volume inimenentukanseberapajauh piston di sisi yang lain bergerak • Usaha yang dilakukan F1 sama dengan usaha yang dilakukan F2  kekekalan energi

  24. Hukum Pascal • Tekanan yang di berikan kepada fluida diam yang memenuhi sebuah ruangan di teruskan oleh fluida itu ke segala arah sama besarnya.

  25. Prinsip Hukum Pascal Di rumuskan : F1 P1 = P2 (F1/A1) = (F2/A2) F2 A2 A1 Dengan : F1 : gaya yang bekerja pd piston 1 F2 : gaya yang bekerja pd piston 2 A1 : luas penampang 1 A2 : luas penampang 2

  26. Beberapa peralatan yang prinsip kerjanya berdasarkan hkm. Pascal : 1. Dongkrak Hidrolik 2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik 3. Pengangkat mobil hidrolik 4. Rem Hidrolik, dll

  27. Di rumuskan : P1 = P2 Po + 1gh1 = Po + 2gh2 1h1 = 2h2 Hukum Utama Hidrostatik Semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama. Po Po h2 h1 1 2

  28. Perhatikan gambar berikut: • Tentukan 4……….! 2 1 3 h2 4 h4 h1 h3 ho

  29. W2? W1 Prinsip Archimedes • Mengukur berat suatu benda di udara (W1) ternyata berbeda dengan berat benda tersebut di air (W2) W1 > W2 • Mengapa? • Karenatekananpadabagianbawahbendalebihbesardaripadabagianatasnya, air memberikangayaresultankeatas, gayaapung,padabenda.

  30. Archimedes: Gaya apung sama dengan berat volume fluida yang dipindahkan oleh benda. • Gaya apung sama dengan selisih tekanan dikalikan luas. • Besar gaya apung menentukan apakah benda akan terapung atau tenggelam dalam fluida

  31. y F mg B r V bf benda = r V benda fluida Terapung atau tenggelam? • Kita dapat menghitung bagian benda terapung yang berada di bawah permukaan fluida: • Benda dalam keadaan setimbang

  32. Maka di rumuskan : Wbf = w – Fa Fa = w – wbf atau Fa = F2 – F1 = P2 A – P1 A = (P2 – P1)A = f ghA = (f g) (hbf A) = (f g) Vbf maka gaya ke atas di rumuskan : Fa = (f g) Vbf Gaya ke atas : F2 Fa W = mg F1

  33. Gaya ke atas Di rumuskan : Wbf = w – Fa Fa = w – wbf F2 atau Fa = F2 – F1 = P2 A – P1 A = (P2 – P1)A = f ghA = (f g) (hbf A) = (f g) Vbf maka gaya ke atas di rumuskan : Fa = (f g) Vbf Fa W = mg • Dengan: • f = massa jenis fluida (kg/m3) • Vbf = volume benda dalam fluida (m3) • Fa = gaya ke atas (N) F1

  34. Jadi dapat di simpulkan : • Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam fluida mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan

  35. soal : • Sebatang almunium digantung pada seutas kawat. Kemudian seluruh almunium di celupkan ke dalam sebuah bejana berisi air. Massa almunium 1 kg dan massa jenisnya 2,7 x 103 kg/m3. Hitung tegangan kawat sebelum dan sesudah almunium di celupkan ke air.

  36. Karena bendanya seimbang, maka : Fy = 0 Fa – w = 0 Fa = w Fa = mb g Fa = (b Vb) g (f Vbf) g = (b Vb) g b = (Vbf/Vb) f Mengapung Fa hb hbf w b  f

  37. Atau b = (Vbf/Vb) f = (A hbf / A hb) f b = ( hbf / hb ) f • Dengan : • b = massa jenis benda (kg / m3) • f = masa jenis fluida (kg / m3) • hb = tinggi benda (m) • hbf = tinggi benda dalam fluida (m)

  38. Kesimpulan : • Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan mengapung, bila massa jenis rata – rata benda lebih kecil daripada massa jenis fluida. • Syarat benda mengapung : b < f

  39. Sebuah benda di celupkan ke dalam alkohol ( massa jenis = 0,9 gr/cm3). Hanya 1/3 bagian benda yang muncul di permukaan alkohol. Tentukan massa jenis benda! Diket : f = 0,9 gr/cm3 Bagian yang muncul =( 1/3 )hb, sehingga : hbf = hb – (1/3)hb = (2/3)hb Ditanya : Massa jenis benda (b) Jawab : Soal :

  40. Syarat benda melayang : Fa = w (f Vbf) g = (b Vb) g (f Vb) g = (b Vb) g f = b Melayang Fa w • b = • f

  41. Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan melayang, bila massa jenis rata – rata benda sama dengan massa jenis fluida. • Syarat benda melayang: b = f

  42. Dengan cara yang sama di peroleh : b > f Kesimpulan : Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan tenggelam, bila massa jenis rata – rata benda lebih besar daripada massa jenis fluida. Tenggelam Fa w

  43. TEGANGAN PERMUKAAN • CONTOH:

  44. Contoh : • Silet dapat mengapung di air • Nyamuk dapat hinggap di atas air Secara matematis tegangan permukaan di rumuskan : Dengan: F : gaya (N) l : panjang (m)  ; tegangan permukaan (N/m)

  45. Atau • Di rumuskan : Dengan : W = usaha (J) A = luas penampang (m2)  = tegangan permukaan (J/m2)

  46. Tegangan permukaan pd sebuah bola • Dari gambar di peroleh : • Karena • maka : Fy = 2  r  cos 

  47. Contoh : • Seekor serangga berada di atas permukaan air. Telapak kaki serangga tersebut dapat di anggap sebagai bola kecil dengan jari – jari 3 x 10-5 m. Berat serangga adalah 4,5 x 10-5 N dan tubuhnya di sangga oleh empat buah kaki. Tentukan sudut yang dibentuk kaki serangga dengan bidang vertikal.

  48. Diket : • r = 3 x 10-5 m • w = 4,5 x 10-5 N • n = 4 •  = 0,072 Nm-1 • Ditanya : 

  49. Penyelesaian Zia (10-005) = 5 poin Kelas A Johana (10-011) = 5 poin Kelas F

More Related