Dokumen tersebut membahas tentang sifat-sifat fluida seperti berat jenis, kerapatan massa, viskositas, dan tegangan permukaan. Juga membahas konsep mekanika fluida dan satuan-satuan yang digunakan seperti massa, panjang, waktu, dan gaya. Diakhiri dengan contoh soal perhitungan kenaikan kapiler menggunakan tegangan permukaan air.

1. I. SIFAT FLUIDA
1.1. Pendahuluan
Istilah fluida dikenal sebagai zat yang dapat mengalir dan tidak mempunyai bentuk
definitif, tetapi akan sama bentuknya dengan benda di mana dia berada. Fluida dapat
juga dikatakan zat yang berupa cair dan gas.
Mekanika Fluida (Fluid Mechanics) adalah suatu ilmu yang mempelajari sifat fluida
pada saat diam dan bergerak.
1.2. Satuan
Ada 2 (dua) sistim yang digunakan yaitu;
1. English Gravitational Unit System (EGS)
2. International System (IS)
Ada 4 (empat) dasar pengukuran seperti pada Tabel dibawah ini:
Tabel 1.1 Dimensi dan Satuan
Ukuran Dimensi EGS IS
Panjang L Foot (ft) Meter (m)
Massa M Slug
 −
 
 
2
lb s
ft Kilogram (kg)
Gaya F Pound (lb) Newton (N)
− 
 
 
2
kg m
s
Waktu T Second (s) Second (s)
1

2. 1.3 Berat Jenis ( γ ) dan Kerapatan Massa ( ρ )
Dua parameter yang sangat penting dalam mekanika fluida adalah;
w
v
γ = atau gγ ρ= ..........................................1.1
ρ =
m
V
........................................................................1.2
dimana W = berat zat cair
V = volume zat cair
m = massa zat cair
g = gaya gravitasi.
1.4 Specific Gravity (S.G)
Parameter ini didefinisikan sebagai rasio berat jenis benda dengan berat jenis air
pada suhu 4
o
C.
γ
γ
=
o
benda
air4 C
S.G. ...............................................1.3
Contoh Soal 1.1
Diketahui: Suatu reservoar berisi glycerin dengan massa 1200 kg dan volume 0.952 m
3
.
Ditanyakan: (1) Berat glycerin (2) Kerapatan massa glycerin (3) Berat jenis dan (4)
Specific gravity glycerin.
Jawab: Dari Hukum Newton;
F = ma
2

3. F= berat glycerin
m= 1200 kg
a= 9.807 m/s
2
(1) Jadi F=(1200 kg)(9.807 m/s
2
)=11,770 N atau 11.7 kN
(2)
m
V
ρ = = 1200 kg/0.952 m
3
=1261 kg/m
3
(3)
w
v
γ = = 11.77 kN/0.952 m
3
=12.36 kN/m
3
(4)
o
benda
air4 C
s.g.
γ
γ
= =12.36 kN/m
3
9.81 kN/m
3
= 1.26
1.5 Viskositas (Viscosity)
Viskositas (kekentalan) adalah salah satu sifat fluida yang sifat kohesi dan
interaksi antara molekul fluida memberikan resistensi terhadap deformasi tegangan. Fluida
dengan viskositas tinggi seperti oli dimana deformasi lebih lambat dari fluida dan
viskositas rendah seperti air. Seperti pada Gambar 1.1, memperlihatkan bahwa fluida di
antara dua pelat paralel, yang mana satu pelat atas bergerak dan satu tetap pada bagian
bawah. Gerakan pelat itu disamakan kecepatan (V), sedangkan lapisan fluida yang
berhubungan dengan pelat tetap mempunyai kecepatan nol.
pelat atas
+ −
=
dv (v dv) v
dx dx
pelat bawah (tetap)
3
v+dv
v
dx
x

4. V=0
Gambar 1.1. Interprestasi viskositas
Jadi tegangan geser(τ ) fluida dapat diketahui;
τ µ=
dv
dx
....................................................................1.4
dimana; µ = viskositas dinamika = =
2
2
N/ m Ns
(m / s) / m m
µ
υ
ρ
= = viskositas kinematika = =
2 2
3
Ns / m m
skg / m
dv
dx
= kemiringan kecepatan.
1.6 Tegangan Permukaan (T)
Molekul-molekul fluida mempunyai daya tarik yang sama kesegala jurusan satu
terhadap lainnya, tetapi di permukaan yang berbatasan dengan udara daya tarik ke atas
dan ke bawah tidak sama/tidak seimbang. Tegangan permukaan di sini adalah sama di
setiap titik dari permukaan dan bekerja pada bidang yang tegak lurus pada setiap garis di
permukaan fluida.
Gambar 1.2 Tegangan permukaan
Tegangan permukaan adalah penyebab tetesan cairan berbentuk bulat dan juga
menyebabkan tegangan kapiler, yang mengakibatkan cairan naik di dalam pipa kecil
seperti Gambar 1.3 ST
4

5. W
Gambar 1.3 Phenomena kapiler
W = ST ....................................................................1.5
π
ρ π θ
θ
ρ
=
=
2
gh D DT cos
4
4T cos
h
gD
..........................................................1.6
θ=R D / 2 cos
θ
θ
θ
−
= − =
D 1 sin
a R(1 sin )
2 cos
...............................1.7
di mana D = diameter pipa;
W = berat air;
ST=tegangan permukaan;
Untuk air murni θ = 0 , maka θ Bcos 1; θ=R D / 2 cos .
Contoh Soal 1.2
Diketahui; Tabung gelas berdiameter 3 mm dimasukkan secara vertikal kedalam air.
Hitung; Kenaikan kapiler apabila tegangan permukaan T = 0.0736 N/m.
5
h

6. Jawab; Kenaikan kapiler h di dalam tabung dengan diameter kecil dihitung dengan
Persamaan 1.6.
θ
ρ
−
= = =
2
3 2
4T cos 4x(0.0736kg m / s ) / m
h 0.010m
gD 1000kg / m x9.81m / s x0.003m
6

7. Jawab; Kenaikan kapiler h di dalam tabung dengan diameter kecil dihitung dengan
Persamaan 1.6.
θ
ρ
−
= = =
2
3 2
4T cos 4x(0.0736kg m / s ) / m
h 0.010m
gD 1000kg / m x9.81m / s x0.003m
6