3. 1.1 Latar Belakang
Hidraulika berasal dari kata hydor dalam bahasa
Yunani yang berarti air.
Dengan demikian ilmu hidraulika dapat didefinisikan
sebagai cabang dari ilmu teknik yang mempelajari prilaku
air baik dalam keadaan diam maupun bergerak.
Sedangkan fluida disebutkan sebagai zat yang bisa
mengalir, yang mempunyai partikel yang mudah bergerak
dan berubah bentuk tanpa pemisahan massa. Fluida dapat
dengan mudah mengikuti bentuk ruangan/tempat yang
membatasinya. Maka yang dapat dikatakan fluida dalam
jagad raya ini adalah gas dan cair.
4. 1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari pembuatan makalah ini
untuk lebih memahami sifat-sifat dasar zat cair berupa:
rapat massa, berat jenis, rapat relatif, viskositas dan
kapilaritas dan satuan – satuan Internasional yang
digunakan.
5. 1.3 Batasan Masalah
Dalam pembuatan makalah kali ini, hanya
membatasi permasalahan pada sifat – sifat zat cair dengan
satuan – satuan Internasionalnya.
7. 2.1 Dimensi dan Satuan
Dimensi merupakan besaran terukur yang
menunjukkan karakteristik suatu obyek seperti
massa, panjang, waktu, temperature, dan
sebagainya. Satuan adalah suatu standar untuk
mengukur dimensi, misalnya satuan untuk massa,
panjang dan waktu adalah kilogram (kg), meter (m),
dan detik (d) untuk satuan SI; atau kilogram massa
(kgm), meter (m) dan detik (d) dalam satuan MKS.
8.
9. Pada penggunaan sistem SI disarankan agar suatu nilai besarnya
diambil antara 0,1 dan 1000. Bagi nilai yang lebih kecil atau lebih
besar supaya digunakan prefix yang sesuai dengan satuan yang
dipakai. Prefiks dan simbolnya diberikan dalam Tabel. Prefiks.
10. 2.2. Rapat Massa, Berat Jenis dan Rapat Relatif
Rapat massa didefinisikan sebagai massa zat cair tiap satuan
volume pada temperature dan tekanan tertentu. Dengan satuan
dimana : m = massa
V = volume
Berat jenis (gamma), adalah berat benda tiap satuan volume pada
temperatur dan tekanan tertentu. Dengan satuan
rho
3
m
kg
v
m
3
m
N
Rapat relatif (S) yaitu nilai perbandingan massa jenis bahan dengan massa
jenis air
Rapat Relatif =
Air
Jenis
Massa
cair
Zat
Jenis
Massa
Massa jenis relatif digunakan untuk menentukan massa jenis jenis bahan
Massa jenis relatif tidak memiliki satuan
g = p´g
11. 2.3. Kekentalan (Viscositas)
Kekentalan zat cair (viskositas) adalah kemampuan zat cair untuk
melawan tegangan geser pada waktu mengalir. Dalam beberapa
masalah mengenai gerak zat cair, kekentalan dinamik dihubungkan
dengan kekentalan kinematik sebagai berikut:
V
)
( 3
m
kg
)
det
.
(
m
kg
)
det
(
2
m
dengan ρ adalah rapat massa zat cair
dimana : µ = kekentalan dinamis
ρ = kekentalan kinematis
12. 2.4. Kapilaritas (Capillarity)
Kapilaritas terjadi akibat adanya gaya kohesi dan adesi antar
molekul, jika kohesi lebih kecil dari pada adesi maka zat air akan
naik dan sebaliknya jika lebih besar maka zat cair akan turun.
Kenaikan atau penurunan zat cair di dalam suatu tabung dapat
dihitung dengan menyamakan gaya angkat yang dibentuk oleh
tegangan permukaan dengan gaya berat.
P σ cos θ = A h γ
2 π r cos θ = π r2 h γ
r
h
.
cos
.
2
r
g
h
.
.
cos
.
2
13. Dimana:
h = kenaikan atau penurunan zat cair
σ = tegangan permukaan
γ = berat jenis zat cair
θ = akan sama dengan 0o untuk air dan 140ountuk air
raksa
r = jari-jari tabung
ρ = kekentalan kinematis
g = percepatan gravitasi
15. 1. Sebuah tangki kosong mempunyai massa 400 kg,
setelah diisi penuh zat cair massanya naik menjadi 1400
kg, jika tangki tersebut mempunyai diameter 200 cm dan
tinggi tabung 240 cm. Berapakah rapat relative dan berat
jenis zat cair tersebut?
Dik : Massa tangki = 400 kg
Massa tangki + air = 1400 kg
Massa air = (massa tangki + air – massa tangki )
(1400 – 400 = 1000 kg )
Dtabung = 200 cm dan Ttabung = 240 cm
Jadi V = 3,14 x 12 x 2,4 = 7,536 m3
16. Penyelesaian:
Besar nilai berat jenis zat cair pada suhu 4o dan tekanan
atmosfer yang standart adalah 1000 kg /m3.
Jadi,
r =
m
v
=
1000kg
7,536m3
=132,696kg/m3
S =
rzatcair
rair
=
132,696kg/m3
1000kg/m3
= 0,133
gzatcair=r´g=132,696kg/m3
´9,81m/s2
=1301,748kgm/m3
s2
=1301,748N/m3
17. 2. Dua buah plat berbentuk bujur sangkar dengan sisi 0,8m,
saling sejajar dan berjarak 12 mm. Diantara kedua plat
terdapat cairan yang mempunyai rapat relative 0.9. Plat
bawah diam dan plat atas bergerak dengan kecepatan 2.0
m/s, dan diperlukan gaya 100 N untuk menjaga kecepatan
tersebut. Hitung nilai viscositas dinamik dan viscositas
kinematik cairan tersebut .
Dik : r = 0.8 m
y = 12 mm
S = 0.9
v = 2.0 m/s
F =100N
Dit : Besar V dan ?
19. 3.Tentukan tinggi kolom zat cair yang terbentuk di dalam tabung
vertikal berdiameter 4cm karena gaya kapiler apabila tabung
tersebut dimasukkan ke dalam zat cair.
Tegangan permukaan -2 N/m dan sudut kontak 0 = 10o
Dik : D = 6 cm
d = 4 cm r = 2 cm = 0,02 m
σ=9,2 x 10 -2 N/m
Ø = 120
Dit: h……..?
Penyelesaian: h =
2s cosq
rv
h =
2x(9,2x10-2
)cos12
0,02x1000
h = 8,999´10-3
21. Makalah ini memperjelaskan bahwa ilmu teknik
yang mempelajari prilaku air baik dalam keadaan diam maupun
bergerak. Ilmu mekanika fluida mempunyai ruang lingkup yang
lebih luas yaitu mempelajari prilaku fluida baik dalam bentuk zat
cair maupun gas. Adapun diantara kedua nya terdapat
perbedaan yang mendasar. Sifat – sifat yang terdapat dalam zat
cair yakni Rapat massa, Berat jenis, Rapat relative, Viscositas
dan kapilaritas. Dimana besar nilai Berat jenis zat cair di
pengarui oleh besar nilai gravitasi sedangkan Kapilaritas dan
Viscositas disebabkan karena adanya gaya adhesi dan
Kohesi, dan nilai Viscositas zat cair dipengaruhi oleh suhu.
