Statistika fluida

5,551 views
5,368 views

Published on

Published in: Education
1 Comment
2 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
5,551
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
6
Actions
Shares
0
Downloads
178
Comments
1
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Statistika fluida

  1. 1. STATIKA FLUIDA„ Suatu padatan adalah bahan tegar yang mempertahankan bentuknya terhadap pengaruh gaya-gaya luar„ Fluida (zat alir) adalah bahan tak tegar yang tidak mempertahankan bentuknya dan mengalir oleh pengaruh gaya luar. Yang termasuk dalam fluida ini antara lain wujud Gas dan Cair.„ Massa jenis atau rapat massa suatu zat didefinisikan sebagai massa per satuan volume zat. m ρ = kg/m3 V Fluida 1
  2. 2. TEKANANy Gaya F yang dikenakan pada permukaan fluida seluas S dapat diuraikan menjadi gaya normal dan gaya pada bidang luasan. F F S Sy Tekanan P adalah gaya normal F persatuan elemen luas A . F Satuan P ≡ Pascal (Pa) P= 1 Pa = 1N/m2 A 1 cmHg = 1360 Pa 1 atm = 1,013 x 105 Pa 1 Bar = 105 Pa Fluida 2
  3. 3. Tekanan di dalam fluida Statist Jika Fluida berada di dalam kesetim-bangan, maka tiap bagian fluida berada di dalam kesetimbangan. (p+dp)A dy y A dy dB Y=0 pAt Gaya arah horizontal resultan adalah nol ( tidak ada percepatan horizontal); begitu pula arah vertikal Fluida 3
  4. 4. t Massa elemen kecil dari volume fluida = ρ A dy ; Berat elemen B = ρ g A dyt Kesetimbangan gaya arah vertikal pA = (p+dP)A + dB = (p+dP)A + ρ g A dy Pp / dy = - ρ g dP = - ρ g dy ρ g = berat jenis fluida yaitu berat persatuan volume fluidat Jika p1 tekanan pada elevasi y1 dan p2 tekanan pada elevasi y2 diatas permukaan referensi, persamaan dapat diintegralkan : p2 y2 ∫ dP = - ∫ ρ g dy p1 y1 Jika ρ ≠ ρ(y), maka : P2 - P1 = - ρ g (y2 - y1)t Tekanan pada fluida hanya bergantung kedalaman, tidak bergantung luas permukaan fluida (zalir). Fluida 4
  5. 5. HUKUM UTAMA HIDROSTATTIKA„ PARADOKS HIDROSTATIS A B C D E„ PA = PB = PC = PD = PE„ HUKUM UTAMA HIDROSTATIKA„ Tekanan pada setiap tempat yang mempunyai ketinggian sama, dan pada jenis fluida yang sama yang berhubungan adalah sama. Fluida 5
  6. 6. x po - p = - ρ g (y2 - y1)x p = po + ρ g h ( tekanan sama pada titik pada kedalaman sama) p = ρgh p - p o = ρgh p2 = po p2 = 0 po F h h = y2 - y1 p p1 = p Pengukuran Tekanan y2 h = y2 - y1 y2 x Barometer air raksa y1 x Manometer terbuka dan tertutup p1 = po y1 Fluida 6
  7. 7. GAYA ARCHIMIDES„ Jika suatu balok hipotesis dalam suatu zat cair, maka gaya-gaya dalam arah horisontal akan saling meniadakan. Jika agian atas balok berada pada kedalaman L, tinggi balok = h, luas permukaan atas maupun bawah = A, maka bagian atas balok mendapat gaya ke bawah sebesar : FATAS = ρf g L A Sedangkan gaya dari bawah melalui permukaan bawah besarnya : FBAWAH = ρf g (L+H) A Ini berarti bahwa balok tersebut akan mengalami gaya ke atas sebesar : FA = FBAWAH -FATAS FA = ρf g (L+H) A - ρf g LA FA = ρf g V (gaya Archimides) Fluida 7
  8. 8. DINAMIKA FLUIDAy Gerak fluida dipresentasikan dengan melihat massa jenis (x,y,z,t) dan kecepatan v(x,y,z,t) di titik (x,y,z) pada waktu t.y Karakteristik aliran fluida Aliran Tunak (Steady) : kecepatan setiap partikel fluida sama Aliran Berolah (rotational) : Aliran Termampatkan (compressible) : Aliran Kental (viscous) : adanya gaya gesek di dalam gerak relatif benda padat yang merupakan gaya-gaya tangensial diantara lapisan fluida.y Dalam dinamika fluida dibatasi pada sifat aliran tunak, tak berolah, tak termampatkan dan tak kental. Fluida 8
  9. 9. KONTINUITASy Tinjau aliran tunak pada suatu titik, maka setiap partikel yang sampai di titik tersebut akan lewat dengan laju dan arah sama membentuk garis arusy Tabung aliran adalah kumpulan garis arus A1 ,A2 : luas penampang tabung v1 ,v2 : kecepatan partikel fluida Q v ∆ t : jarak tempuh aliran fluida pada waktu ∆ t P Fluks massa di P : ∆ m1 / ∆ t = ρ1 A1 v1 A2 Fluks massa di Q : ∆ m2 / ∆ t = ρ2 A2 v2 A A1 1 v2 ∆t dimana ρ1.,ρ2 = massa jenis fluida di P dan Q v1 ∆t Fluida 9
  10. 10. y Hukum kekekalan massa ( tidak ada fluida yang mening galkan tabung)‚ ρ1 A1 v1 = ρ2 A2 v2 ------ ρ A v = konstanµ Jika fluida tak termampatkan [ρ1 = ρ2 ]ƒ A1 v1 = A2 v2 ----------------- A v = konstan [Pers. Kontinuitas]y A.v menyatakan volume fluida yang mengalir per satuan waktu (Debit).y D = A.v Fluida 10
  11. 11. Fluida tunak, tak termampatkan dan tak viskos ¡ v2 p2 A2 ¡ v1p1 A1 ∆L2 ¡ v2 Y2 Y1 ∆L1 p2 A2Kerja yang dilakukan oleh ¡ v1gaya resultan yang beraksi p1 A1 ∆L2pada sistem adalah samadengan perubahan tenaga Y2 Y1 ∆L1kinetik dari sistem tersebut. Fluida 11
  12. 12. y Gaya F dan Kerja W pada sistem :± F1 = P1 A1 ; W1 = P1 A1 ∆L1± F2 = - P2 A2 ; W2 = - P2 A2 ∆L2± F3 = m g ; W3 = - m g (y2 - y1) Jumlah W = P1 A1 ∆L1- P2 A2 ∆L2 - mg (y2 - y1)µ Sifat kontinuitas : A1 ∆L1 = A2 ∆L2 A ∆L = m/ρ [ konstan] W = m / ρ (P1 - P2 ) - mg (y2 - y1) Karena W = ∆K = 1/2 m v2 2 - 1/2 m v1 2 Fluida 12
  13. 13. y Sehingga m/ ρ (P1 - P2 ) - mg (y2 - y1) = 1/2 m v2 2 - 1/2 m v1 2 P1 + 1/2 ρ v12 + ρgy1 = P2 + 1/2 ρ v2 2 + ρgy2 maka : P + 1/2 ρ v2 + ρgy = konstan [ Persamaan Bernoulli]q Fluida diam : P1 + ρgy1 = P2 + ρgy2 Fluida 13

×